Insektenauge: Halbkugelförmige Kamera hat Sichtfeld von 160 Grad

Eine Kamera, die einem Insektenauge nachempfunden ist, haben Forscher in den USA konstruiert. Sie hat einen großen Bildwinkel, aber nur eine geringe Auflösung. Das solle sich aber ändern, sagen die Entwickler.

Artikel veröffentlicht am 2. Mai 2013, 16:24 Uhr, Werner Pluta

Kamera: aufblasen zu einer Halbkugel (Bild: John Rogers/University of Illinois)

Sie ist nur einen Zentimeter groß, hat aber ein Sichtfeld von fast 180 Grad: Forscher der Universität von Illinois, USA, in Urbana-Champaign haben eine Kamera in der Form einer Halbkugel entwickelt.

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Um ein großes Sichtfeld, wenig Abbildungsfehler und große Tiefenschärfe zu bekommen,... (Foto: John Rogers/University of Illinois)

Die Kamera besteht aus 180 Mikrolinsen, die jeweils mit einer Fotodiode gekoppelt sind. Vorbild war das Facettenauge von Insekten: "Die Evolution hat bei den Gliederfüßlern bemerkenswert ausgefeilte Bildsysteme hervorgebracht mit einem sehr weiten Blickfeld, wenig Abbildungsfehlern, hoher Schärfe bei Bewegung und einer unendlichen Schärfentiefe", schreiben die Forscher um John Rogers in der Fachzeitschrift Nature.

Linse und Detektor

Die Linsen bestehen aus einem Kunststoff, ähnlich dem Material, aus dem auch Kontaktlinsen bestehen. Jede Linse wird so fest mit einer Fotozelle verbunden, dass sie sich nicht gegeneinander verschieben können. Dann werden diese alle miteinander verdrahtet, wobei die dünnen Drähte gewendelt sind, damit sie im nächsten Schritt nicht reißen.

Bis dahin ist die Anordnung noch flach. Sie wird dann pneumatisch zu einer Halbkugel verformt - ähnlich wie ein Ballon aufgeblasen werde, erklären die Forscher. Geplant war, dass die Kamera einen Bildwinkel von 180 Grad hat. Der Prototyp ließ sich aber nicht so ganz wie gewünscht formen und hat deshalb ein Sichtfeld von 160 Grad.

Jeder Detektor liefert 1 Pixel - die Kamera hat also eine Auflösung von 180 Pixeln. Projektleiter Rogers geht jedoch davon aus, dass sich nach diesem Prinzip auch Kameras mit höheren Auflösungen konstruieren lassen, indem mehr Linsen und Detektoren hinzugefügt werden.

Höhere Auflösung

Er glaube, dass es möglich sei, Kameras mit Auflösung der Augen von Gottesanbeterinnen oder Libellen zu bauen, sagte Rogers dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. Die Augen der Gottesanbeterinnen bestehen aus 15.000 Einzelaugen, sogenannten Ommatidien, die einer Libelle aus 28.000 Einzelaugen. Einem Ommatidium entspricht eine Linse mit Lichtdetektor.

Die Kameras mit dem Rundumblick könnten beispielsweise in kleine Aufklärungsdrohnen eingebaut werden. Ein anderes Anwendungsgebiet wäre die Medizin: Endoskope könnten mit solchen Kameras ausgestattet werden.