Lo sviluppo di una fotocamera con un sensore di immagini adattivo a zigzag in grado di migliorare la qualità dell’immagine negli occhiali per la visione notturna, negli endoscopi, nelle fotocamere fish-eye e negli occhi compositi sintetici è stato segnalato da Cunjiang Yu, Bill de Kock Professore Associato di Ingegneria Meccanica del NOI Università di Houston.
Gli attuali dispositivi di imaging a zigzag sono flessibili ma non compatibili con superfici focali regolabili o estensibili ma con bassa densità di pixel e fattori di riempimento dei pixel. Il nuovo dispositivo di imaging progettato da kirigami ha un elevato fattore di riempimento dei pixel, prima dell’allungamento, del 78% e può mantenere le sue prestazioni optoelettroniche durante l’allungamento biassiale del 30%.
Kunjiang Yu, l’assistente professore Bill D. Cuoco in ingegneria meccanica, Università di Houston
I moderni sistemi di fotocamere digitali che utilizzano sensori di imaging piatti e rigidi tradizionali avranno bisogno di obiettivi pesanti e complessi per correggere le aberrazioni ottiche. Allo stesso tempo, la fotocamera a zigzag, simile al bulbo oculare umano, può funzionare con un singolo obiettivo con correzione dell’aberrazione e fornire altri vantaggi, come dimensioni ridotte e ampio campo visivo.
Yu ha dimostrato che le fotocamere sinuose e adattive alla forma con agenti di riempimento ad alto pixel possono essere realizzate trasformando una serie di pixel ultrasottili assistiti da silicio con l’aiuto di un design kirigami su superfici sinuose con l’aiuto della stampa additiva per timbri (CAS ), una delle tecniche di fabbricazione che ha inventato nel suo laboratorio.
Kirigami è l’arte giapponese del taglio della carta, che è molto simile alla piegatura della carta o all’origami. Yu ha utilizzato il principio del kirigami su un sottile chip di sensori di imaging, realizzando tagli che gli consentono di espandersi e piegarsi.
La nuova architettura kirigami ha un fattore di riempimento molto più grande, il che significa che ha una densità di pixel più elevata, che si traduce in immagini migliori rispetto ad altri progetti di strutture estese come strutture a ponte dell’isola o sottili serpentine a maglie aperte.
La fotocamera non è solo curva, ma si adatta anche alla forma, il che le consente di catturare chiaramente oggetti a distanze diverse.
Il nuovo fotografo adattivo può ottenere viste focalizzate di oggetti a distanze diverse combinando una fotocamera concava stampata su un foglio di gomma magnetica con un obiettivo regolabile. La messa a fuoco ottica adattiva si ottiene regolando sia la lunghezza focale dell’obiettivo che la curvatura del dispositivo di imaging, consentendo di fotografare chiaramente gli oggetti vicini e lontani con una bassa aberrazione..
Kunjiang Yu, l’assistente professore Bill D. Cuoco in ingegneria meccanica, Università di Houston
Yu è anche un investigatore principale presso il Texas Center for Superconductivity all’UH.
La stampa CAS prevede il gonfiaggio di un palloncino in lattice o in lattice con uno strato adesivo. Viene quindi utilizzato come mezzo di stampaggio che aiuta a premere su componenti elettronici pronti per l’assemblaggio e quindi li stampa su varie superfici a zigzag.
Oltre a Yu, altri ricercatori coinvolti nello studio includono i primi autori Zhoulyu Rao e Yuntao Lu, entrambi dell’UH. Zhengwei Li e Jianliang Xiao, Università del Colorado, Boulder; Zhenqiang Ma, Università del Wisconsin-Madison; Bello Kyusung, ex membro del gruppo Yu e ora assistente professore all’Ulsan National Institute of Science and Technology di Ulsan, in Corea.
Riferimento alla rivista:
Rao, Z.; , e altri. (2021) Kirigami fotoelettronica basata su pixel adattiva e curva progettata. elettronica della natura. doi.org/10.1038/s41928-021-00600-1.
Fonte: https://www.uh.edu/
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