Design miniaturisierter optischer Abbildungssysteme

Die Verwendung von miniaturisierten Abbildungssystemen (Kameras) in mobilen Endgeräten (Mobiltelefone, Laptops, Automobil-Kameras, Mikroskopen...) bedarf sowohl der Verkleinerung von opto-elektronischen und elektronischen als auch von optischen Komponenten, um eine minimale Baulänge zu erzielen. Die Grundvoraussetzungen dafür sind eine kurze Brennweite sowie eine geringe Anzahl an optischen Komponenten der Abbildungsoptik.

Aus diesem Grund entwickelte das Fraunhofer IOF ein zum Einzelaperatursystem alternatives Abbildungskonzept, welches den Augen von Insekten nachempfunden ist.

Ein Insektenauge besteht aus einer Anordnung von Hunderten bis Zehntausenden sehr kleiner Linsen, jede mit einer kleinen Gruppe zugehöriger Fotorezeptoren, angeordnet auf einer gekrümmten Oberfläche. Jede Mikrolinse fokussiert nur das Licht auf seine zugehörigen Rezeptoren, das aus einer bestimmten Richtung des Objektes kommt. Damit erzeugt jeder optische Kanal nur einen Bildpunkt.

Die Gesamtheit der Signale aller Kanäle liefert das komplette Bild. Für kleine wirbellose Tiere ist dies die bestmöglich angepasste Lösung, um genügend bildliche Information über ihre Umgebung zu sammeln, ohne das Insektengehirn mit aufwendiger Bildverarbeitung zu überlasten.

Das Prinzip wurde nun in mikrooptischen Facettenauge-Objektiven technisch umgesetzt.

Fraunhofer-Stiftungsprojekt