Moderne Mikrooptik
Forscher imitieren Insektenaugen

Ein neues ultraflaches Überwachungssystem ließe sich in Windschutzscheiben, Autoschlüssel oder Kreditkarten einbauen.

BERLIN. Drei aufeinander liegende Haare – sie sind so dick wie die Kameralinse, die jetzt am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena entwickelt worden ist. In Zahlen: Die Linse ist ein drittel Millimeter hoch. Ein Format, das die Fantasie beflügelt: So könnte die Kamera in Chipkarten eingebaut werden, um etwa Nutzer von Kreditkarten zweifelsfrei anhand ihrer biometrischen Merkmale zu identifizieren. Auch weitere Möglichkeiten liegen nahe: Integriert in einen Autoschlüssel, könnte das System Fremden den Zugang zum Fahrzeug verwehren.

„Bei der Entwicklung unserer ultraflachen Kamera haben wir uns an den Facettenaugen von Insekten orientiert“, erklärt Andreas Bräuer, Leiter des Bereichs Mikrooptik am IOF. Daraus ergab sich ein filigraner aber damit eben auch außergewöhnlich kompakter Aufbau: Denn die beiden Augen von Insekten bestehen aus etwa 10 000 Einzelaugen. Dabei nimmt jede dieser Facetten einen Bildpunkt auf. Das Prinzip des Insektenauges stand bei der Entwicklung Pate, sagt Bräuer: „Wie in der Natur liegen Linse und Sehzellen, also Aufnahme und Bildverarbeitung, sehr dicht hintereinander. Dadurch entsteht eine extrem kompakte Optik, die zudem über eine unendliche Tiefenschärfe verfügt.“

Dank moderner Mikrooptik, die die Herstellung immer kleinerer Strukturen ermöglicht, konnte dieses Prinzip nachgeahmt werden. Die Linse der Fraunhofer-Forscher besteht aus 62 500 Kanälen, beziehungsweise Einzelaugen. Diese sind voneinander durch dünne Lichtschutzwände getrennt, so dass sich das einfallende Licht nicht gegenseitig behindert. Auf jedem dieser Kanäle sorgt eine mikroskopisch kleine Linse dafür, dass das Licht fokussiert und auf eine Lochblende am Ende des Kanals geleitet wird. Hinter der Lochblende treffen die Strahlen auf einen Detektor, der sie in elektrische Signale wandelt. Eine spezielle Auswertungselektronik fügt die Signale wieder zu einem kompletten Bild zusammen.

„Versuche mit Labormustern zeigen, dass die Bildauflösung wie auch bei einem Insekt nicht sonderlich hoch ist, aber völlig ausreicht, um Personen, Objekte und Bewegungen zu erkennen“, sagt der Entwickler. Auch eine Iriserkennung sei problemlos möglich, sagen die Forscher.

Das Blickfeld allerdings ist nicht so weit wie bei den gewölbten Insektenaugen. Denn im Unterschied zu ihnen ruht die Optik der Facetten-Kamera nicht auf einer Kugelschale, sondern auf einer flachen Trägerplatte. Bräuer: „Technisch sind derzeit nur flache Systeme machbar.“ Um das Gesichtsfeld der Kamera dennoch zu vergrößern, liegen die Lochblenden enger zusammen als die Linsen. So verlaufen die randständigen Lichtstrahlen fächerartig nach außen.

Seite 1:

Forscher imitieren Insektenaugen

Seite 2:

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%