ساخت دوربین رنگی به اندازه یک دانه نمک

به گزارش گروه فضای مجازی خبرگزاری صدا و سیما، پژوهشگران آمریکایی، نوعی دوربین ابداع کرده‌اند که به اندازه یک دانه نمک است. دوربین‌های در ابعاد میکرو قابلیت‌های فوق‌العاده‌ای در علم پزشکی و رباتیک دارند؛ اما آنچه تاکنون طراحی شده است تصاویری مبهم و مخدوش و با میدان دید محدود در اختیار قرار می‌دهد.

دستگاه ساخت آن‌ها شبیه پنلی شیشه‌ای با یک الگوی دایره‌ای در وسط آن است. این الگوی دایره‌ای نیم میلی‌متری در واقع دربرگیرنده ۱.۶ میلیون سیلندر است که هر کدام به‌طور ویژه طراحی شده‌اند.

طراحی خاص این سیلندرها باعث می‌شود همه آن‌ها در کنار هم بتوانند نور را به گونه‌ای خم کنند که جبهه موج اپتیکال به وجود آید. سپس الگوریتم‌های پردازش سیگنال از روی این اطلاعات تصویرسازی می‌کنند.

تصاویر حاصل از این دوربین در مقایسه با دیگر سنسورهای کوچک خیلی واضح‌تر است. این تیم در آزمایش‌ها نشان داده است که سنسور جدید آن‌ها می‌تواند تصاویر رنگی ۷۲۰ در ۷۲۰ پیکسلی بسازد. این دوربین قادر به دریافت طول موج‌های بازه ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتری است و وضوح فاصله‌ای آن ۲۱۴ جفت خط به ازای هر میلی‌متر اعلام شده است.

در سمت چپ تصویر حاصل از یک دوربین اندازه میکرو و در سمت راست دوربین اندازه نانو جدید را مشاهده می‌کنید

میدان دید این دوربین ۴۰ درجه و دیافراگم آن f/۲.۰ است. محققان می‌گویند تصاویر حاصل از دوربین آن‌ها قابل مقایسه با لنز‌هایی است که سنسورشان نیم میلیون بار بزرگ‌تر از این سنسور است. بخش عمده فرآیند بهبود کیفیت تصویر به الگوریتم‌های پسا-پردازش مربوط است.

نکته بعدی سادگی تولید این محصولات است. محققان احتمالا خیلی راحت می‌توانند آن‌ها را در مقیاس بالا تولید کنند. آن‌ها می‌گویند جنس این دوربین از نیترید سیلیکون است و ساختار‌های نانوی سطح را می‌توان با لیتوگرافی فرابنفش عمیق ایجاد کرد. این دستگاه می‌تواند در تصویربرداری‌های پزشکی کاربرد داشته باشد.

«فلیکس هاید»، نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «می‌توانیم سطوح مختلف را به دوربین‌هایی با وضوح بسیار بالا تبدیل کنیم تا مثلا دیگر نیازی به سه دوربین در قاب عقب موبایل نباشد. در آینده می‌توانیم به روشی کاملا متفاوت برای ساخت دستگاه‌ها فکر کنیم.»

نتایج این مطالعه در نشریه Nature Communications منتشر شده است.