понедельник, 9 апреля 2012 г.

Новые оптические сенсоры могут привести к созданию 3D-камер на существующей элементной базе

Новые оптические сенсоры могут привести к созданию 3D-камер на существующей элементной базеИспользуя новые методы обработки информации, поступающей от оптического сенсора, учёные из Корнеллского университета (США) под руководством Алёши Молнара, адъюнкт-профессора электротехники и электроники, смогли получить детальное отображение не только интенсивности, но и угла падения входящего света. Как говорит г-н Молнар, это позволяет произвести обратную триангуляцию для каждого элемента изображения, а следовательно, получить объёмное изображение предмета, снимаемого с одной камеры.

Каждый 7-микронный элемент разработанного учёными сенсора представляет собой светодиод под парой многоярусных дифракционных решёток. После того как свет падает на один из элементов сенсора, верхняя решётка пропускает внутрь часть светового потока, создавая при этом дифракционную картинку. При изменении угла падения света меняется взаимодействие этой дифракционной картинки со второй дифракционной решёткой, через которую свет попадает на светодиод, находящийся под элементом сенсора. Первая дифракционная решётка создаёт дифракционную картинку, в то время как вторая позволяет проанализировать её, поясняют авторы устройства.

И всё это сделано с использованием стандартной CMOS-технологии построения микросхем, без какого бы то ни было их удорожания.

Итак, все элементы сенсора записывают неодинаковую информацию, поскольку свет падает на каждый из них всегда под другим углом. А значит — обратная триангуляция при цифровой обработке может дать объёмное изображение. (Информация, поступающая на сенсор в целом, может быть обработана при помощи преобразований Фурье, уточняют изобретатели.) Плюс к тому — кроме объёма, появляется возможность фокусировки картинки уже после съёмки объекта.

Разработанные в Корнеллском университете оптические сенсоры, использующие стандартные линзы фотоаппарата Nikon, располагают пока 150 тыс. элементов. Полученное почти 1-мегапиксельное изображение удивить, конечно, никого не способно, но, как отмечают авторы, радикально улучшить результат позволит простое масштабирование оптического сенсора.

Г-н Молнар отмечает, что во многом сходную технологию фокусирования после съёмки использует компания Lytro, камеры которой недавно поступили в продажу. Однако разработка его команды позволяет использовать запись получаемых объёмных изображений (с информацией об угле падения света от фотографируемого объекта) в предварительно сжатом формате, да и применяемые алгоритмы обработки объёмности требуют куда меньше вычислительных мощностей, что заметно упрощает практическое использование такого рода оптических сенсоров в фото- и видеокамерах.

Подготовлено по материалам Корнеллского университета.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Каков минимальный максимум самого быстрого человека планеты?
В 2009 году на чемпионате мира в Берлине без каких-либо дополнительных усилий и тренировок Усэйн Болт смог улучшить свой второй мировой рекорд на стометровке на 0,13 с. Вы, наверное, не знаете, но он пробежал дистанцию за 9,58 с, из-за чего некоторые считают его более великим представителем человечества, чем Платон, Декарт и Кант вместе взятые. Ряд учёных даже занялся расчётами, какой рекорд пос...
  (читать дальше)

Возможно, обнаружено свидетельство самого раннего использования огня человеком
Франческо Берна из Бостонского университета (США) и его коллеги обнаружили пепел возрастом около миллиона лет. Находка сделана в южноафриканской пещере Вондерверк (Северная Капская провинция). Это одно из старейших мест обитания предков человека: его заселили примерно 2 млн лет назад. Какой именно вид (виды) — сказать с уверенностью невозможно. Исследователи полагают, что это был Homo erectus. ...
  (читать дальше)

Причиной окончания ледникового периода всё-таки был углекислый газ
Повышение уровня углекислого газа и впрямь положило конец последнему ледниковому периоду, утверждают Джереми Шакун из Гарвардского университета (США) и его коллеги. Сопоставив различные данные, учёные показали, что регионы, в которых концентрация парниковых газов увеличилась после потепления, стали исключениями из общей картины. Есть много идей о том, что вызвало окончание последнего ледниково...
  (читать дальше)

Разработана новая методика наблюдения за процессами в живых организмах в реальном времени
Представьте себе, что вы обладаете возможностью отслеживать уровень экспрессии протеинов в клетках по мере их изменения в течение времени или в ответ на внешние раздражители. Трудно в такое поверить? Но поверить придётся, потому что это как раз то, чего достигли исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Вашингтонского университета в Сент-Луисе (оба — США), измеряя д...
  (читать дальше)

Как появляются новые виды бактерий
Учёные утверждают, что эволюционные механизмы одинаковы как для бактерий, так и для эукариот: у бактерий внутри популяции поддерживается генетическое разнообразие, которое проявляется при смене экологических условий. Бактерии — самые распространённые организмы, и на Земле почти нет таких мест, где они не смогли бы выжить. Такая приспособляемость связана с высокой генетической вариативностью бакт...
  (читать дальше)

Экспериментально показана возможность создания компактного и дешёвого тепловизора
Группа китайских физиков под руководством профессора Дун Шэн Дина продемонстрировала действующую систему ночного видения, превращающую фотоны инфракрасного излучения напрямую в видимое изображение на экране. При этом её революционная установка не охлаждает матрицу детектора, а нагревает её до 140 ˚C. Фотоэлементы приборов ночного видения (ПНВ) при попадании на них излучения из инфракрасной части...
  (читать дальше)

Как эволюция сама себя копирует
Сверхбыстрый переход колюшек из морей в пресноводные водоёмы произошёл с помощью переключения между готовыми генетическими системами, благодаря которым рыбам не пришлось долго ждать нужной комбинации мутаций. С помощью колюшек учёные смогли понять, как животным удаётся за относительно короткое эволюционное время приспособиться к новым условиям обитания. Колюшки живут как в солёной, так и в пресн...
  (читать дальше)

Политические взгляды мешают эмпатии
Человек готов соучаствовать в счастье и несчастье другого, если только тот разделяет его политические взгляды. Мы можем почувствовать себя в шкуре другого, даже если он сильно отличается от нас. Мы можем понять внутреннее состояние человека из другой страны, хотя он говорит на ином языке и принадлежит чужой культуре, можем понять человека с другим цветом кожи. Да что там — даже мужчины и женщины...
  (читать дальше)

Cessna объявила о выходе нового Corvalis TTX
Самолёт располагает рядом усовершенствований, которые относительно необычны для этого класса. Компания-производитель, конечно же, поспешила заявить о том, что это самый быстрый одномоторный поршневой самолёт в мире. Что ж, окинем взглядом новый ЛА, который, по словам представителей Cessna, пойдёт в массовое производство в 2012 году. У этого одномоторного низкоплана довольно длинная история. Пост...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)