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  • 以昆蟲復眼為靈感發明的超薄牙科相機

    作者:光行天下小萌新譯 來源:物理學家組織網 時間:2022-08-23 10:59 閱讀:171 [投稿]
    韓國科學技術院和韓國光電子技術研究院的研究人員們發明了一種新型的多功能廣角蟲眼相機——仿生口腔內相機。利用該裝置實現了各種功能的影像,足以滿足臨床需要。

    傳統的牙科成像輔助工具(如鏡子和臉頰收緊器)使用不方便存在局限性。牙醫需要從左右頰和上下頜咬合等不同角度進行牙齒健康檢查。成像的過程需要將鏡子放進嘴里,通過手持相機捕捉鏡中反射的牙齒圖像,這一過程常常讓患者感到不適。

    緊湊型口腔內牙科相機能掃描牙齒狀況,免除患者的不適。然而,由于傳統設備在景深和視場范圍受限,因此難以詳細觀察齲齒的近距離成像,以及捕捉牙齒整體排列的廣角圖像。

    各種昆蟲的復眼具有視角寬、景深大等優越的視覺特性,其視覺器官由微小的透鏡組成。這些昆蟲的眼睛為微型相機的設計提供了靈感,比照昆蟲復眼設計的相機能解決傳統小型相機觀察范圍有限的問題。但是此前所開發的蟲眼相機仍然存在分辨率低、功能有限等缺點。

    據《光學微系統雜志》(Journal of Optical Microsystems)報道,近日,韓國科學技術院和韓國光電子技術研究院的研究人員們發明了一種新型的多功能廣角蟲眼相機——仿生口腔內相機(BIOC)。利用該裝置實現了各種功能的成像,可以滿足臨床需要。


    完全封裝的超薄牙科相機和多功能牙科圖像。

    BIOC使用了一種凹凸透鏡和反向微透鏡陣列(iMLA)的新配置,以及用于手機柔性印刷電路板上的單個CMOS圖像傳感器。凹凸透鏡將視場大幅提高至143°,并相應比例的降低了光學像差。此外,新相機克服了以往口腔相機所固有的問題,如景深有限、鏡頭總長過長以及成像功能有限等。


    用于測試的各種類型牙科相機模型

    由于超薄牙科相機非常薄,可以解決患者的不適狀況,還能在剖面較窄內觀察牙齒。此外,通過模擬昆蟲近距離視物無限景深的視覺特征,實現了牙齒清晰成像。BIOC通過多通道視覺系統實現多功能牙科成像,例如高動態范圍、3D深度和自體熒光成像等。

    論文作者希望這種新型廣角蟲眼相機不僅能助推生物醫學工程領域技術進步,而且還能影響監視、智能手機和無人機等多種視覺應用中。他們預計未來應用領域將繼續擴大。

    相關鏈接:https://phys.org/news/2022-08-ultrathin-dental-camera-insect-eye.html

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