Yeni "lenssiz" görüntüleme teknolojisi: akıllı telefonların gelecekte daha ince ve daha hafif olması bekleniyor!
Kılavuz
Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'ndeki bilim adamları, lenslere ve renk filtrelerine ihtiyaç duymadan net renkli görüntüler alabilen yeni bir kamera teknolojisi türü geliştirdiler.
arka fon
Akıllı telefonlar ve dijital kameralar gibi geleneksel görüntüleme sistemleri, ışığı yakalamak ve ışığı renkli filtrelere ve net renkli görüntüler elde etmek için kamera sensörlerine yönlendirmek için cam veya plastikten yapılmış lensler kullanır. Bununla birlikte, sapmaları düzeltmek ve hatasız, net ve eksiksiz bir görüntü oluşturmak için, lens kısmının genellikle bir dizi mercekten oluşması gerekir.
(Resim kaynağı: Wikipedia)
(Resim kaynağı: Apple)
Nispeten geniş bir yer kaplayan bu kadar çok lens ile kamera, akıllı telefonlar gibi dijital ürünlerin en çıkıntılı parçası haline geldi, bu sadece ürünün güzelliğini etkilemekle kalmıyor, aynı zamanda kolayca hasara da neden oluyor. Ek olarak, lensin yoğun üretim ve işleme tabi tutulması gerekiyor ve fiyatı çok pahalı olacak.
Ancak teknolojik yenilikler bizim için yeni umutları ateşledi. "Lenssiz" görüntüleme teknolojisi, akıllı telefonlar ve dijital kameralar gibi görüntüleme cihazlarında lensleri değiştirmenin parlak olasılığını görmemizi sağlar. Şimdi birkaç tipik duruma bakalım:
1) Japonya, Hitachi tarafından geliştirilen tamamen "lenssiz" kamera teknolojisi. Temel teknolojisi hareli ilkeli görüntüleme teknolojisinin kullanılmasıdır ve görüntünün odak noktası çekimden sonra ayarlanır.
(Resim kaynağı: Hitachi)
2) California Institute of Technology tarafından geliştirilen ultra ince "Optical Phased Array", gelen ışığı işlemek ve görüntüleri yakalamak için orijinal lens grubunun yerini alıyor.
(Resim kaynağı: California Institute of Technology)
3) Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Rice Üniversitesi tarafından geliştirilen "Lenssiz" ultra ince floresan mikroskop "FlatScope".
(Fotoğraf kredisi: Jeff Fitlow / Rice Üniversitesi)
Yenilikçilik
Bugün size "lenssiz" bir görüntüleme teknolojisini tanıtacağım. Nanyang Teknoloji Üniversitesi'ndeki (NTU Singapur) bilim adamları, lenslere ve renk filtrelerine ihtiyaç duymadan net renkli görüntüler alabilen yeni bir kamera teknolojisi geliştirdiler.
(Resim kaynağı: Nanyang Teknoloji Üniversitesi)
Ekip, NTUitive ve LUX Photonics Consortium tarafından desteklenmektedir ve endüstri içerisindeki kişilerden ve potansiyel benimseyenlerden büyük ilgi görmüştür ve bu teknolojiyi görme düzeltme ve kimyasal algılama alanında geliştirmeye devam etmesi beklenmektedir. Bu yenilik, Optica'nın Ekim 2017 sayısının kapağında yayınlandı.
Araştırmacılar, Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi İnovasyon Merkezi (NTUitive) aracılığıyla bu yeni teknoloji için bir patent başvurusunda bulundular ve araştırma ekibi ayrıca bu teknolojiyi gerçek dünya uygulamalarında kullanacak endüstriyel ortaklar arıyor.
NTU Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Okulu'nda yardımcı doçent olan ve bu araştırmanın lideri Steve Cuong Dang ve araştırmacıları Dr. Sujit Kumar Sahoo ve Dr. Tang Dongliang, bu disiplinler arası projenin araştırma ve geliştirme çalışmaları için bir yıl geçirdiler.
(Resim kaynağı: Nanyang Teknoloji Üniversitesi)
teknoloji
Bilim adamları, çok renkli bir görüntü oluşturmak için yalnızca bir parça buzlu cam ve tek renkli bir sensör kullandılar. "Tersine mühendislik" yoluyla, üzerine yansıtılan orijinal görüntüyü elde etmek için, buzlu camın pürüzlü ve düzensiz yarı saydam yüzeyinden saçılan ışığı işlediler.
(Resim kaynağı: referans [2])
NTU bilim adamları, farklı ışık dalga boyları buzlu cam tarafından farklı şekilde dağıldığı için görüntüleri yeniden oluşturmak için bir algoritma tasarladı. Bu amaçla, çıplak gözle görülemeyen kızılötesi ve ultraviyole ışınları da içeren, ışığın her dalga boyuyla ilgili bir 'benek desenleri' kütüphanesi tasarladılar.
(Resim kaynağı: referans [2])
değer
Bu yenilik, camları ve renkli filtreleri buzlu camla değiştiriyor ve küçük kameralara ve akıllı telefonlara uygulanması, onları daha ince ve hafif hale getirmesi bekleniyor.
Profesör Dang, yeni görüntüleme teknolojilerinin biyomedikal ve bilimsel uygulamalarda görüntülemeyi geliştirmeye yardımcı olacağını ve diğer endüstriler için yeni kapılar açacağını belirtti. Profesör Dang şöyle açıkladı: "Teknolojimiz, kızılötesi ve ultraviyole gibi çıplak gözle görülemeyen çoklu bantlarda ışığı yeniden oluşturabilir. Tıpta, gözetlemede ve astrofizikte kullanılırlar ve ayrıca mikroskobik düzeyde yeniden yapılandırmak için kullanılabilirler. Alınan resim
"Multispektral görüntüleme teknolojimiz, tek renkli (siyah beyaz) bir kamera ve ayrıca piyasadaki mevcut multispektral kameralarla karşılaştırıldığında çok ekonomik olan basit bir buzlu cam kullanıyor."
"Kameramızın benzersiz özelliği, piyasadaki önceden ayarlanmış mevcut kameraların aksine, herhangi bir spektrum aralığında ışığı yakalayabilmesidir. Ayrıca, geleneksel kameralar gibi optik hizalama sorunlarından nadiren etkilenir, çünkü Hareketli parçalar ve odaklanan optikler dahil. "
NTU Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Okulu başkanı Profesör Yoon Soon Fatt, bunun fizik ve fotoniği içeren disiplinler arası araştırmanın yenilikçi bir sonucu olduğunu söyledi. Profesör Yoon, "Işık ve nesneler arasındaki etkileşim dalga boyu ile nasıl değişiyor, bu nedenle bilim adamlarımız yaratıcı bir şekilde düşünmeli ve tipik kırmızı, yeşil ve mavi spektrumla sınırlı olmayan bir kamera tasarlamalıdır. Gelişmiş fotoniklerin kullanımı için Bu araştırma, teşhis, algılama ve izleme için teknolojilerin geliştirilmesi üzerine tipik bir araştırma örneğidir.
Makalenin ilk yazarı Dr. Sahoo, Teknolojimiz diğer birçok uygulama için uygundur. Örneğin, gıda güvenliği için kullanılabilir. Birisi, neyin yolsuzluğa neden olduğunu bulmak için belirli bir meyve veya et spektrumunun fotoğrafını çekebilir. Kimyasal veya bakteriyel aktiviteyle ilgili noktalar. "
Araştırma ekibi, iki farklı bardak elma suyunu ayırt etmek için bu teknolojiyi kullandı. Bunlar çıplak gözle farklı değildir, ancak farklı spektrumlar bileşimdeki veya tazelikteki farklılığı gösterebilir.
Bu teknoloji aynı zamanda ceza soruşturmasında da kullanılabilir.Kamera yakın kızılötesi ve ultraviyole dahil olmak üzere geniş bir spektrumu yakalayacak şekilde ayarlandığında, sıradan ortamlarda görünmeyen ipuçlarını ve kanıtları da ortaya çıkarabilir.
Bu çoklu spektral görüntüleme teknolojisi, görme teknolojisi ve spektroskopinin avantajlarını birleştirir ve çok yüksek bir hızda çoklu analizler gerçekleştirmek için yalnızca bir anlık görüntü resmine ve bir hesaplama algoritmasına ihtiyaç duyar.
Anahtar kelime
Kamera, görüntüleme, lens, optik, sensör
Referans
[1]
2 Sujit Kumar Sahoo, Dongliang Tang, Cuong Dang. Tek renkli bir kamera ile tek çekim multispektral görüntüleme . Optica, 2017; 4 (10): 1209 DOI: 10.1364 / OPTICA.4.001209
