Die Mini-Kamera facetVISION aus dem Fraunhofer IOF hat eine Dicke von nur zwei Millimetern bei einer Auflösung von einem Megapixel. Sie setzt sich aus vielen kleinen gleichförmigen Linsen zusammen, die dicht nebeneinander angeordnet sind. Jede Facette nimmt nur einen Teilausschnitt der Umgebung wahr.
Voller Durchblick nach dem Vorbild der Natur
In der Natur setzt das Insektengehirn die vielen Einzelbilder der Facetten zu einem Gesamtbild zusammen. In der neu entwickelten facetVISION-Kamera übernehmen Mikrolinsen- und Blenden-Arrays diese Funktion. Durch den Versatz jeder Linse zu der ihr zugeordneten Blende erhält jeder optische Kanal eine individuelle Blickrichtung und bildet stets einen anderen Bereich des Gesichtsfelds ab.
Potenzial für industrielle Nutzung
„Zukünftig erreichen wir mit dieser aus der Natur übernommenen Technik eine Auflösung von bis zu vier Megapixel“, sagt Andreas Brückner, Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. „Das ist eine deutlich höhere Auflösung als bei Kameras in der Industrie – etwa in der Robotik oder Automobilproduktion.“ An Robotern könnten die Kameras verhindern, dass die Maschinen mit Menschen kollidieren. An Autos könnten sie als Einparkhilfe dienen.
Die Mikrooptik der Fraunhofer-Forscher lässt sich in großer Zahl kostengünstig produzieren – ähnlich wie Computerchips. Computerchips werden in Massen auf Wafern gefertigt und anschließend durch Sägen voneinander getrennt. Entsprechend können am IOF facetVISION Kameraoptiken in Tausender-Stückzahl parallel gefertigt werden.
Per Spritzguss ins Smartphone
Auch für Smartphones ist das Facetten-Konzept interessant. Üblicherweise ist das Mini-Kameraobjektiv ist heute fünf Millimeter dick, damit es das Umgebungsbild scharf genug darstellen kann. Das erschwert den Herstellern das Design von superdünnen Smartphones: Die Kamera ist dicker als das übrige Smartphone und ragt deshalb aus der Fläche heraus. Die Hersteller nennen diese unästhetische Kamerabeule den Camera Bump.
Die Kameraoptiken für Smartphones werden jedoch nicht auf Wafern, sondern im Kunststoff-Spritzguss gefertigt. „Wir möchten das Insektenaugenprinzip auch in diese Produktionstechnologie überführen“, sagt Brückner. „Es ist zum Beispiel denkbar, dass wir mehrere kleine Linsen nebeneinander in der Smartphone-Kamera platzieren. So ließe sich der Facetteneffekt auch im Spritzguss realisieren. Auflösungen von mehr als 10 Megapixel bei einer Kameradicke von nur etwa dreieinhalb Millimetern wären möglich.“
