Відеокамера без оптичних лінз

Відеокамера без оптичних лінз
Створено надтонку камеру, яка робить знімки без використання оптичних лінз

Традиційні камери, навіть найменші, які встановлюються в мобільних телефонах, не можуть бути дуже тонкими через наявність в них оптичної системи, лінз, які повинні мати певну форму і розміри.

Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту розробили принципово новий тип камери, в якій лінзи замінені оптичними фазовими решітками (optical phased array, OPA). Така решітка, для того щоб датчики змогли сформувати повноцінне зображення, виконує ту ж саму роль, що і великі оптичні компоненти – вона дозволяє управляти світлом, що потрапляє на датчик.

Лінзи, які мають певний радіус кривизни, заломлюють світло, що потрапляє в них, і дозволяють сфокусувати його на поверхні датчика. Оптична фазова решітка складається з безлічі фотоприймачів, кожен з яких спрацьовує з певною затримкою, що дозволяє реєструвати світло з заданим значенням фази. Це, в свою чергу, дозволяє плоскій камері «дивитися» в різних напрямках і фокусуватися на різних об’єктах.

«Висока швидкість роботи фазової решітки дозволяє камері послідовно фокусуватися на невеликих частинах майбутнього зображення. При цьому, зміна напрямку (погляду) камери проводиться дуже швидко, за періоди часу, які обчислюються фотосекундами» – розповідає Алі Айімірі (Ali Hajimiri), професор з Каліфорнійського технологічного інституту.

Відзначимо, що фазові решітки вже досить давно використовуються в радіозв’язку та радіолокаційних технологіях. Ці решітки складаються з безлічі передавальних елементів, випромінюючих один і той же сигнал з трохи відмінною фазою. Електромагнітні хвилі цих сигналів взаємодіють один з одним, це призводить до посилення сигналу, що поширюється тільки в певному напрямку. Така решітка здатна випромінювати сфокусований промінь електромагнітних хвиль, напрямком яких можна керувати з досить високою точністю без необхідності використання рухомої точної механіки.

Оптична фазова решітка представляє собою тонкий шар кремнію, на якому створені всі необхідні фотонні елементи. Відзначимо, що цей компонент виконує відразу дві функції – функцію лінзи і функцію світлочутливого датчика, що, по ідеї, повинно істотно знизити вартість майбутніх цифрових камер. Крім цього, цифрове управління оптичною решіткою дозволяє використовувати її в режимі звичайного об’єктива, в режимі ширококутного об’єктива (режим «риб’ячого ока») і в режимі телеоб’єктива.

І на закінчення слід зазначити, що оптична фазова решітка камери складається з 64 світлочутливих елементів, сформованих у вигляді матриці 8 на 8 елементів, і зображення, яке поступає на неї, має низьку роздільну здатність.

«Але наша система являє собою лише дослідний зразок», – розповідає професор Айімірі, – «а метою створення цього зразка є лише демонстрація працездатності принципу, який незабаром зможе перевернути з ніг на голову всі технології виготовлення цифрових камер».

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*