Kameras und Sensoren: Günstige Bauteile zum Wegwerfen

Endoskop für den einmaligen Gebrauch

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Handschuhe und Rasierer für den einmaligen Gebrauch gibt es seit langem. Künftig soll es auch Einmal-Endoskope geben. Eine neue Mikrokamera, klein wie ein Salzkorn, macht‘s möglich.

Winzige Kameras in der Spitze von Endoskopen liefern Bilder aus dem menschlichen Körper in steigender Auflösung. Bisherige Endoskope sind jedoch teuer, werden mehrfach verwendet und nach Gebrauch gereinigt.

Eine bessere Lösung verspricht eine neue Mikrokamera vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin, die gemeinsam mit der Awaiba GmbH entwickelt wurde. „Mit unserer Technologie können Mikrokameras so preiswert produziert werden, dass Mediziner die Endoskope nach einmaligem Gebrauch entsorgen können“, sagt Martin Wilke, Wissenschaftler am IZM. Möglich wird das durch einen neuartigen Herstellungsprozess.
Digitale Kamerasysteme bestehen aus einer Optik und einem Sensor, der das Bild in elektrische Signale umwandelt. Elektrische Kontakte am Sensor ermöglichen den Zugang zu diesen Signalen und somit zur Bildinformation. Die Kontakte liegen zwischen Sensor und Optik.
Wie auch Computerchips werden Sensoren heute in großen Stückzahlen gleichzeitig auf Wafern gefertigt. Auf jede Wafer-Scheibe passen etwa 28 000 Bildsensoren. Diese wurden bislang einzeln ausgesägt, verdrahtet und an die noch fehlende Optik montiert.
Die Forscher haben nun einen neuen Zugang zu den elektrischen Kontakten entwickelt: Sie werden nicht mehr bei jedem Bildsensor über die Seite, sondern bei allen Sensoren gleichzeitig über ihre Rückseite erreicht, während die Sensoren noch als Wafer zusammenhängen. Dadurch muss man die Optiken nicht mehr einzeln montieren, sondern kann sie als Optik-Wafer mit dem Bildsensor-Wafer verbinden. Erst danach wird der Wafer-Stapel in einzelne Mikrokameras zersägt.
Die neue Mikrokamera ist klein genug für die Endoskopspitze. Sie hat eine Auflösung von 25 000 Pixel und sendet die Bildinformation über ein elektrisches Kabel durch das Endoskop. „Mit 0,7 mal 0,7 mal 1,0 Millimeter ist die Kamera so klein wie grob gemahlenes Salz – die kleinste uns derzeit bekannte Kamera“, sagt Stephan Voltz, Geschäftsführer der Awaiba GmbH.
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