(OPA) Merceksiz görüntü kaydedebilen süper ince kamera geliştirildi

Yeni teknoloji, iki boyutlu yüzeyler üzerinde görüntü alıcıları üretilmesine kapı aralayacak.
Mühendisler ışığı, tek odaklı bir cam mercek yerine entegre duyarlı yüzeylerde toplayarak görüntü oluşturabilen bir kamera sistemi geliştirdi.

ABD’deki California Teknoloji Enstitüsü (Caltech) araştırmacıları, “optik fazlı dizi” (OPA) olarak adlandırdıkları teknoloji sayesinde, merceğe ihtiyaç duymadan süper ince yüzeylerde görüntü kaydetmeyi başardı.
Mercek işlevini yerine getirmesi için silikon fotonik malzemeden ince duyarlı bir yüzey üreten araştırmacılar, 8’e 8’lik bir ızgara sistemi üzerinde 64 farklı ışık alıcısıyla çalışan iki boyutlu bir kamera tasarladı.
Işığı tek noktada toplayıp görüntüyü organize eden cam merceğin aksine, her biri belirli bölgedeki ışığı kaydeden alıcı yüzeyler, radar teknolojisinde kullanılana benzer bir yöntemle görüntüyü belirli bir yöndeki sinyali güçlendirip diğerlerini erteleyen fazlı bir dizi halinde yeniden oluşturdu.
Proje baş araştırmacısı Caltech Profesörü Ali Hacımiri, buluşun dijital kameraların hacmini ve maliyetini belirgin şekilde düşüreceğine dikkati çekerken, iki boyutlu entegre yüzeyin üç boyutlu merceğin işlevini aynen karşıladığını belirtti.
Hacımiri, yeni kamerada görüntüyü işleyen logaritmanın ışığın organize edilme tarzında yapacağı ufak bir değişiklikle en geniş görüş açısından en dar görüş açısına, en kısa odaktan en uzun odağa anında geçiş yapmaya imkan vereceğini vurguladı.

Hacımiri, “Yalnızca kağıt inceliğinde ucuz bir silikon fotonik yüzey kullanarak, hiçbir mekanik hareket, lensler, aynalar vesaire olmadan, bir elektronik kameranın tüm optik özelliklerini kontrol edebilmek, ileride duvar kağıdı, stor perde ve hatta giyilebilir kumaş şeklinde görüntü alıcılarının üretilebileceği yepyeni bir dünyanın kapılarını açabilir” diye konuştu.
Amerikan Optik Derneğinin (OSA) Lazer ve Elektro-Optik Konferansı‘nda tebliğ edilen buluşun detayları OSA’nın “Technical Digest” dergisinde yayımlandı.

Alttaki yazı ingilizceden türkçeye çevrilip eklendi. Yanlış cümle çevirimleri olabilir.

Yeni tasarım, bir lens için bir dizi ışık alıcının yerine geçerek kameraları ince, hafif, ucuz ve esnek hale getirir
Geleneksel kameralar-hatta en ince cep telefonları- bile optikleri nedeniyle düz olamaz: işlev için belirli bir şekil ve boyuta ihtiyaç duyan lensler. Caltech’te mühendisler lensleri ultra-ince optik faz dizi (OPA) ile değiştiren yeni bir kamera tasarımı geliştirdi. OPA hesaplamalı olarak, camların büyük cam parçalarını kullanıp kullanmadığını yapar: bir görüntüyü yakalamak için gelen ışığı yönlendirir.

Lensler, gelen ışığın yolunu kıvıran bir eğriye sahiptir ve bir film parçasına veya dijital kameralar söz konusu olduğunda bir görüntü sensörüne odaklanır. OPA geniş alıcı yelpazesine sahiptir; her biri, aldığı ışığa bireysel olarak sıkı bir şekilde kontrol edilen zaman gecikmesi (veya faz kayması) ekleyebilir, böylece kameranın seçici olarak farklı yönlerde bakıp farklı şeylere odaklanmasını sağlar.

“Burada hayatınızdaki diğer birçok şey gibi, zamanlama her şeydir.Yeni sistemimizle, önünüzdeki resmin çok küçük bir bölümünde, seçtiğiniz yönde seçebileceğiniz zamanla zamanlamayı kontrol ederek; Ikinci hassasiyetin femto-saniye-dört katına kadar “dedi ve Caltech’te Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Bölümü’nde Elektrik Mühendisliği ve Tıbbi Mühendislik Fakültesi’nden Bren Profesör olan Ali Hajimiri ve yeni kamerayı anlatan bir araştırmanın temel araştırmacısı diyor . Makale, Optik Toplum Ofisi (OSA) Lazer ve Elektro-Optik Konferansı’nda (CLEO) sunuldu ve Mart 2017’de OSA Teknik Dergisi’nde OSA tarafından çevrimiçi yayınlandı.

“Bir dijital fotoğraf makinesinin objektifini ve sensörünü taklit eden, dijital kameraların kalınlığını ve maliyetini düşüren tek bir ince entegre silikon fotonik katman oluşturduk, normal bir objektifi taklit edebilir, ancak balık gözünden Hacimiri, “Telefoto objektifi anlık olarak alıp, dizinin ışığı alma biçiminde basit bir ayarlama yaparak” diyor Hajimiri.

Kablosuz iletişim ve radarda kullanılan fazlı diziler, tek tek vericilerin koleksiyonları olup dalgalarla aynı sinyali gönderirler. Bu dalgalar birbirlerine yapıcı ve yıkıcı müdahale ederek sinyali bir yönde güçlendirirken başka yerlerde iptal eder. Böylece, bir dizi, dizi boyunca çeşitli noktalarda yapılan yayınların zamanlamasını şaşırtarak farklı yönlerde yönlendirilebilen, sıkı sıkıya odaklanmış bir sinyal demeti oluşturabilir.

Benzer bir ilke, yeni kameranın temelini oluşturan bir optik faz dizi alıcıda ters olarak kullanılır. Dizideki her bir öğe tarafından alınan ışık dalgaları, bir tanesi hariç olmak üzere, her yönden birbirlerini iptal eder. Bu yönde dalgalar, elektronik olarak kontrol edilebilen odaklanmış bir “bakış” oluşturmak için birbirlerini güçlendirir.

“Kameranın yaptığı şey, ince bir kamışın içine bakmak ve onu tarama alanına taramak gibidir, mekanik bir nesneyi taşımak yerine ışığı manipüle ederek inanılmaz hızlı bir hızda bir görüntü oluşturabiliriz” diyor yüksek lisans öğrencisi Reza Fatemi ( MS ’16), OSA bildirisinin baş yazarı.

Geçen yıl, Hacimiri’nin ekibi, görüntüleri bir satırda algılayabilen, makinenin tek boyutlu bir versiyonunu çıkardı; bu sayede, lenssiz bir barkod okuyucu gibi hareket etti ancak mekanik olarak hareket eden parçalar yoktu. Bu yılki ilerleme, tam bir görüntü oluşturabilen ilk iki boyutlu diziyi oluşturmaktı. Bu ilk 2D lenssiz kamera, 8 x 8 ızgarada sadece 64 ışık alıcısından oluşan bir diziyle donatılmıştır. Elde edilen görüntü düşük çözünürlüğe sahiptir. Ancak Hacimiri ve arkadaşları, bu sistem kamera teknolojisinin temel bir yeniden düşünülmesi için konseptin bir kanıtı olduğunu söylüyor.

OSA gazetesinin yazar yardımcısı olan Behrooz Abiri (MS ’12), “Uygulamalar sonsuz,” diyor. “Günümüzün akıllı telefonlarında dahi olsa, kamera telefonunuzun ne kadar ince olabileceğini sınırlayan bir bileşen .Büyüme yapıldıktan sonra bu teknoloji mercekleri ve kalın kameraları eskimiş hale getirebilir.Astronomi için ultra hafif, ultra-ince Yerdeki veya uzayda muazzam düz teleskoplar. ”

“Herhangi bir mekanik hareketsiz, lensli veya aynalı olmayan düşük maliyetli silikon fotonik bir kağıt ince tabaka kullanarak bir kameranın tüm optik özelliklerini elektronik olarak denetleme yeteneği, duvar kağıdı, güneşlikler veya benzeri yeni görüntüleyiciler dünyasını başlatıyor. Hatta giyilebilir kumaş, “diyor Hajimiri. Daha sonra ekip, daha yüksek çözünürlük ve hassaslık ile daha büyük alıcıları etkinleştiren fişleri tasarlayarak kamerayı ölçeklendirme üzerinde çalışacaklar.

Çalışma ” 8X8 Heterodyne Lensiz OPA Kamera ” başlıklı . Bu araştırma, daha önce Caltech Yenilik Girişimi (CI2) olarak bilinen Rothenberg Yenilik Girişimi (RI2) tarafından finanse edildi.

Yazan Robert Perkins

Sitemi paylaşın..
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

ADD YOUR COMMENT