Facetvision - Insektenaugen als Vorbild

Insektenaugen als Vorbild für ultraflache Kameras

Foto: Doppelseitig strukturierter Objektivchip einer Multiapertur-Kamera (Fraunhofer IOF)

Mehr als eine Milliarde Kommunikationsgeräte wie Mobiltelefone, Smartphones, Netbooks und Laptops werden jedes Jahr produziert, viele moderne Produkte sind heute ohne eine Kamera unvorstellbar. Dabei müssen die Kameras immer kompakter, leichter und preiswerter werden.  

Herkömmliche Kameras haben ihr natürliches Vorbild in den Augen der Säugetiere. So eine Kamera hat ein "Adlerauge" mit hoher Auflösung auf Kosten einer ziemlich sperrigen und damit schweren Optik. Wenn extreme Miniaturisierung und Leichtbau erforderlich sind, geht die Natur einen anderen Weg und nutzt das Prinzip der Multiaperturoptiken, wie zum Beispiel bei den Facettenaugen von Insekten und Spinnen. Diese Augen bestehen aus mehreren benachbarten Abbildungskanälen, die jeweils durch einzelne Mikrolinsen und Fotorezeptoren für die Abbildung eines Teils des gesamten Objektfeld verantwortlich sind.  

Forscher vom Fraunhofer IOF realisieren bildgebende Systeme, die durch die Multiaperturoptiken der Insekten inspiriert sind. Dieses Prinzip wird technologisch umgesetzt, um mit einem mikrooptischen Linsenarray eine hohe Auflösung, eine extreme Miniaturisierung und eine kostengünstige Produktion zu erreichen.  

Diese mikrooptischen Objektive werden – wie Halbleiterbauteile – komplett auf Waferbasis hergestellt und montiert. Danach werden die Wafer zur Vereinzelung der Objektive zersägt und die Objektive auf Kamerachips montiert. Hierdurch kann eine Fertigung hoher Stückzahlen auf Basis von parallelisierter Wafer-Verarbeitung bei geringen Kosten realisiert werden.    

Mehr Informationen zum Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF