Малка камера с размер на солени зърна прави пълноцветни изображения с висока разделителна способност

Сподели

Изследователи от Принстън и Университета на Вашингтон са разработили малка камера с размерите на зрънце сол, която може да прави остри, пълноцветни изображения. Той е направен с метаповърхност, която улавя светлина, която може да бъде увеличена, за да превърне цели повърхности в сензори.

Устройството изглежда като малко повече от прозрачен панел с кръгъл шаблон, гравиран в него. Този широк половин милиметър кръг съдържа 1,6 милиона цилиндъра, всеки внимателно проектиран да огъва светлината по правилния начин, така че масивът като цяло да оформя оптичния фронт на вълната. След това алгоритмите за обработка на сигнали произвеждат изображение от тези данни.

Получените изображения са много по-ясни от други малки сензори. При тестове екипът показа, че новият сензор заснема изображения с размери 720 x 720 пиксела в пълен цвят, улавяйки дължини на вълната между 400 и 700 nm при естествена светлина, с пространствена разделителна способност от 214 двойки линии на mm. Той има зрително поле от 40 градуса и f-число 2 и изследователите казват, че кадрите са наравно с тези, заснети от конвенционален комбиниран обектив на камерата, който е половин милион пъти по-голям от новия им сензор.

Сравнение на изображения, направени от предишен малък сензор за изображения (вляво) и новия сензор за метаповърхност на екипа (вдясно)

Принстънския университет

Алгоритмите за последваща обработка вършат голяма част от тежката работа за подобряване на качеството на изображението и те са проектирани заедно с метаповърхността, за да гарантират, че работят добре заедно.

Друго предимство е, че устройствата са лесни за производство, което означава, че трябва да бъдат относително лесни за мащабиране за производство. Те са направени от силициев нитрид, а наноструктурите на повърхността могат да бъдат произведени с помощта на дълбока ултравиолетова литография, техника, която вече се използва за направата на полупроводници.

Ако трябваше да се произвеждат масово, екипът казва, че устройствата биха могли да се използват за медицински изображения в тялото, осигурявайки на малки роботи по-добро зрение или дори превръщайки основно всичко в камера, като облицоват повърхност с хиляди от тези сензори.

„Можем да превърнем отделни повърхности в камери със свръхвисока разделителна способност, така че вече няма да имате нужда от три камери на гърба на телефона си, но целият гръб на телефона ви ще се превърне в една гигантска камера“, казва Феликс Хайде, старши автор на изследването. “Можем да мислим за напълно различни начини за изграждане на устройства в бъдеще.”

Изследването е публикувано в списанието Природни комуникации.

Източник: Принстънския университет

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели