Objektivfrit kamera ser tingene anderledes

Patrick Gill er spændt på at vise mig et lille, sløret billede af Mona Lisa, trykt i sort/hvid på et stykke papir. Det er bogstaveligt talt ikke meget at se på, men det er umiskendeligt hende, med langt mørkt hår og det mystiske smil.

Forestil dig dette: Rambus' linseløse kamera bruger et spiralætset gitter til at fange lys. Her er vist ved siden af ​​en mønt til sammenligning af størrelsen en prototype af et gitter, der sidder oven på en sensor.

Mere spændende end lavopløsningsbilledet af da Vincis mesterværk er dog, hvordan billedet blev skabt: med et objektivfrit kamera, der ved 200 mikrometer på tværs er mindre end en blyantspids.

Mens digitale kameraer med objektiver kan tage fantastiske billeder, er det svært at få kameraer ind i mindre enheder. Miniaturiserende linser virker kun til et vist punkt: Jo mindre de bliver, jo sværere er det at lave deres præcise buede overflader. Gill, seniorforsker hos teknologilicensfirmaet Rambus , mener, at en måde at løse dette problem på er ved at erstatte den buede kameralinse med en lille smule sensor, der bruger en spiralform til at kortlægge lyset og er afhængig af en computer til at finde ud af, hvordan det resulterende billede skal se ud.

Til sidst forestiller han sig, at det lille kamera bliver indbygget i alle mulige ting, lige fra bærbare gadgets til sikkerhedssystemer til legetøj, uden at det behøver at øge omkostningerne eller mængden af ​​et kamera med en linse. Vores mål er at tilføje øjne til enhver digital enhed, uanset hvor lille, siger han.

Pointen er ikke at bygge højopløselige kameraer, som du gerne vil have på en smartphone, men snarere at bygge den mindste, billigste, lettest at lave optiske sensor, der stadig kan fange nok information til at vise, hvad der foregår.

Gordon Wetzstein , en forsker ved MIT Media Labs Camera Culture Group, er optimistisk omkring teknologien, selvom han siger, at det stadig ikke er klart, hvor godt det vil fungere. Udover at pixels bliver mindre, har vi ikke rigtig set meget fremskridt i kamerasensorer i et stykke tid, siger han.

Det øverste billede viser, hvad sensoren fanger. Det midterste billede er computerens rekonstruktion; den er mere fuzzier end originalen (nederste billede), men stadig genkendelig.

Gill viser mig en prototypesensor på Rambus' Sunnyvale-kontor, der er blevet ætset med 28 forskellige typer diffraktive strukturer - spiraler og andre former som et kors og en femkant. Et lille udsnit af chippen indeholder en spiral, der er blevet brugt til at fange en række billeder, inklusive Mona Lisa-billedet, som Gill viser mig, samt uklare afbildninger af John Lennon og Georges Seurats Badegæster ved Asnières .

Når du tager et billede af et maleri på en væg med et almindeligt digitalkamera, fokuserer en linse hvert lyspunkt, den fanger på en sensor, og genererer en digital fil, som en computer kan vise dig som et billede. Rambus' tilgang bruger i stedet et gitter ætset med et spiralmønster, hvorigennem lys kan trænge ind fra enhver orientering. Sensoren under gitteret fanger et virvar af spiraler, som et menneske ikke ville se som et genkendeligt billede, men software kan oversættes til et.

Gill bruger Mona Lisa-billedet til at demonstrere. Han viser mig et almindeligt sort-hvidt billede af maleriet, en sløret sort-hvid form, der indikerer det virvar af spiraler, sensoren ville fange, som computeren kunne fortolke, og et sløret, men stadig genkendeligt sort-hvidt billede af maleriet som rekonstrueret ud fra disse data af software.

Gill siger, at Rambus algoritmer lader brugere bede computeren om at producere billeder i forskellige opløsninger; det højeste, han hidtil har gjort med prototyper, er 128 gange 128 pixels, hvilket han siger repræsenterer mulighederne for de sensorer med højeste opløsning, Rambus ville lave, hvis den kommercialiserede teknologien.

Mens der er andre objektivløse kameraprojekter derude, såsom et skabt af Bell Labs (se Bell Labs opfinder linseløst kamera), mener Gill, at det, Rambus arbejder på, er mindre komplekst og kan gøres meget mindre. Teknologien, der blev brugt til at fremstille den, ligner den CMOS-teknologi, der bruges til at konstruere computerchips, så den kunne fremstilles inden for en række chips, mens den blot tilføjer et par cent til de samlede omkostninger for hver chip.

skjule