Сверхтонкая камера без оптических линз

12.07.2017

Традиционные камеры, даже самые маленькие, которые устанавливаются в мобильных телефонах, не могут быть очень тонкими из-за наличия в них оптической системы, линз, которые должны иметь строго определенную форму и размеры. Но исследователи из Калифорнийского технологического института разработали принципиально новый тип камеры, в котором линзы заменены оптической фазовой решеткой (optical phased array, OPA). И эта решетка выполняет ту же самую роль, что и большие оптические компоненты, она позволяет управлять попадающим на датчик светом для того, чтобы датчики могли сформировать полноценное изображение.

Линзы, имеющие определенный радиус кривизны, преломляют попадающий в них свет и позволяют сфокусировать его на поверхности датчика. Оптическая фазовая решетка состоит из множества фотоприемников, каждый из которых срабатывает со строго определенной задержкой, что позволяет регистрировать свет с заданным значением фазы. Это, в свою очередь, позволяет плоской камере "смотреть" в различных направлениях и фокусироваться на разных объектах.

Высокая скорость работы фазовой решетки позволяет камере последовательно фокусироваться на небольших частях будущего изображения. При этом, смена направления "взгляда" камеры производится очень быстро, за периоды времени, исчисляющиеся фемтосекундами.

Фазовые решетки уже достаточно давно используются в радиосвязи и радиолокационных технологиях. Эти решетки состоят из множества передающих элементов, излучающих один и тот же сигнал с немного отличающейся фазой. Электромагнитные волны этих сигналов взаимодействуют друг с другом, что приводит к тому, что усиливается лишь сигнал, распространяющийся только в определенном направлении. И такая решетка способна излучать сфокусированный луч электромагнитных волн, направлением которого можно управлять с достаточно высокой точностью без необходимости использования движущихся механических компонентов.

Оптическая фазовая решетка состоит из 64 светочувствительных элементов и представляет собой тонкий слой кремния, на котором созданы все необходимые фотонные элементы. Этот компонент выполняет сразу две функции, функцию линзы и функцию светочувствительного датчика, что, по идее, должно существенно понизить стоимость будущих цифровых камер. Помимо этого, цифровое управление оптической решеткой позволяет переключать ее в несколько режимов, в режим обычного объектива, в решим широкоугольного объектива, так называемого "рыбьего глаза", и в режим телеобъектива.

<< Назад: Построены гигантские молекулярные клетки 13.07.2017

>> Вперед: Стыковочная станция Iogear GTD733 12.07.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Случайная новость из Архива Система обнаружения и нейтрализации опасных для Земли астероидов 30.04.2022 Китай планирует в ближайшие годы создать систему для защиты Земли от столкновения с астероидами, представляющими угрозу для планеты. Об этом сообщил заместитель главы Китайского национального космического управления (CNSA) У Яньхуа. "К концу 14-й пятилетки, в 2025-2026 годах мы постараемся начать испытания технологии мониторинга астероидов, которые представляют угрозу для Земли. С ее помощью мы осуществим столкновение (с астероидом), которое приведет к изменению его орбиты", - сказал чиновник в интервью Центральному телевидению КНР (CCTV). По его словам, в рамках будущего проекта предполагается создать эффективную систему наземного и космического базирования для каталогизации, мониторинга и оповещения об астероидах, представляющих опасность для планеты. Также китайские специалисты поставили задачу развивать технологии, которые позволят предотвратить столкновение с опасными космическими объектами. "Благодаря этому человечество будет по-настоящему противодействовать угрозе, которую астероиды представляют для Земли", - отметил заместитель главы CCTV. По данным NASA, в Солнечной системе насчитывается более 1,11 млн идентифицированных астероидов, но на самом деле их гораздо больше. Столкновения с астероидами являются одним из самых серьезных стихийных бедствий, поскольку уровень разрушений, которые они могут вызвать, превосходит любой другой. Ущерб, который может нанести столкновение с астероидом, зависит от ряда факторов, особенно от его размеров. Специалисты NASA считают, что для Земли серьезную проблему представляют астероиды диаметром 140 м и более. Согласно исследованиям Института науки Дэвидсона, образовательного подразделения Института Вейцмана в Реховоте (Израиль), астероид диаметром более 140 м в случае столкновения с Землей выделит, по крайней мере, в тысячу раз больше энергии, чем от взрыва первой атомной бомбы. Однако даже небольшие астероиды могут нанести значительный ущерб.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026