محققان انستیتو تکولوژی کالیفرنیا (Caltech)، موفق به توسعه دوربین‌های جدیدی شده‌اند که مولفه لنز از آن‌ها حذف شده است. این راهکار می‌تواند به تولید محصولاتی با ابعاد و اندازه به مراتب کوچک‌تر از آنچه در حال حاضر در بازار شاهد هستیم کمک کند. محققان نوید داده‌اند این روش در طیف وسیعی از محصولات، از گوشی‌های هوشمند تا دوربین و تلسکوپ استفاده شود. نکته قابل توجه در این محصولات جدید، امکان شبیه‌سازی افکت لنزهای فیش آی یا تله فوتو است.
شرکت‌های سازنده تا به اینجای کار از راهکارها و تکنیک‌های متفاوتی برای کاهش ابعاد دوربین‌ها استفاده کرده‌اند اما الزام آن‌ها به استفاده از لنز، از نظر فیزیکی محدودیت‌هایی را در این فرایند کاهش ابعاد به همراه داشته است. حتی به کارگیری لنزهای فلت فوق باریک نیز نتوانسته آنچنان که باید و شاید به رفع این محدودیت کمک کند. از همین رو است که در حال حاضر بسیاری از گوشی‌های هوشمند یا تجهیزات الکترونیکی به دوربین‌هایی مجهز شده‌اند که در مقایسه با سطح پشتی گوشی، برآمدگی‌های قابل توجهی دارند. همین امر باعث شده محققان Caltech توسعه دوربین بدون لنزی را در دستورکار قراردهند که در نهایت می‌تواند به کاهش ابعاد و اندازه طیف وسیعی از دستگاه‌های ویژه تصویربرداری کمک کند.
تیم محققان Caltech به جای استفاده از راهکار معمول به منظور ترکیب یک لنز و سنسور تصویر، از آرایه فازی نوری (OPA) فوق باریک استفاده کرده‌اند که می‌تواند از نقطه نظر محاسباتی، نور ورودی برای به ثبت رساندن عکس را تنظیم کند. استفاده از این ترکیب به معنای آن خواهد بود که لایه‌ای باریک از این تجهیز می‌تواند شبیه‌ساز عملکرد لنز و سنسور دوربین‌های دیجیتالی باشد.
آن‌طور که از شواهد امر پیداست، این دوربین از دستورالعملی مشابه با آنچه در آرایه‌های فازی استفاده شده در ارتباطات و رادارهای بی‌سیم شاهد هستیم بهره می‌برد. در تجهیزات یادشده، آرایه‌هایی متشکل از فرستند‌ه‌ها، سیگنال‌هایی را به شکل امواج مشخص ارسال می‌کنند اما تناوب زمانی، این امکان را خواهد داد تا تداخل موج‌ها با یکدیگر، در جهت تقویت سیگنال در مسیری مشخص انجام شود.
در دوربین‌های بدون لنز، آرایه‌ای از دریافت‌کننده‌های نوری را می‌توان به‌طورمستقل و با تاخیر محدود در اندازه یک کوادریلیون ثانیه کنترل کرد. این امر به دوربین امکان آن را خواهد داد تا رهگیری سوژه را در مسیرهای مختلف عملی ساخته و روی اشیای مختلف فوکوس کند.
تا به اینجای کار از دوربین‌های بدون لنز تنها برای شناسایی الگوهای پایه استفاده شده است. این فرایند شناسایی به واسطه استفاده از ۶۴ دریافت کننده نوری در شبکه ۸ در ۸ انجام می‌شود. با وجود این و علی رغم دریافت خروجی با رزولوشن پایین، تیم محققان انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا، Caltech معتقدند تایید طرح تولید دوربین‌های بدون لنز در قالب این آزمایش‌ها می‌تواند به بازنگری ویژه در تکنولوژی تولید دوربین‌های مدرن کمک شایانی کند. در نهایت امر، این راهکار می‌تواند محصولاتی کاملا متفاوت را روانه بازار کند.
محققان معتقدند تغییر جزئی در نحوه دریافت نور توسط آرایه‌های استفاده شده در پروژه فعلی می‌تواند عملکرد دوربین را از حالتی که شبیه‌ساز لنز فیش آی است به حالتی که لنز تله‌فوتو را شبیه‌سازی می‌کند، آن هم در کسری از ثانیه انتقال دهد. این راهکار نیز نیاز به استفاده از لنزهای مختلف روی دوربین‌ها، با هدف مشاهده فاصله‌های کانونی متفاوت را مرتفع خواهد کرد.
اگرچه نباید به این زودی‌ها انتظار عرضه این دوربین‌های بدون لنز را به بازار داشته باشیم اما توسعه راهکارهای اینچنینی می‌تواند به تولید گوشی‌های هوشمند باریک‌تر و دوربین‌هایی در ابعاد کوچک‌تر کمک شایانی کند. علاوه بر این، راهکارهای یادشده می‌توانند در نهایت امر حتی به تولید تلسکوپ‌های فلت فوق باریک و فوق سبک برای کمک هرچه بیشتر به توسعه علم منجر شوند.
مقاله مبسوط در خصوص راهکارها و تکنیک‌های استفاده شده توسط محققان در این پژوهش، با عنوان An 8x8 Heterodyne Lens-less OPA Camera در کنفرانس انجمن اپتیک آمریکا (OSA) ارائه شده و در وب‌سایت OSA Publishing نیز به‌طور کامل منتشر شده است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت