石墨烯光探測器用于新型3D相機
【編者按】目前3D電影靠的是多臺攝像機來重建每一層框架厉亏,但是新的3D相機自己就可以獨立完成這一項工作削父。3D相機拍攝的圖片和影片也許有一天能投射出成為全息圖——盡管投射技術(shù)會是另外一項難題竖拢。
從攝像技術(shù)角度來說赖巴,3D影像可以讓人在拍攝后來測量景深沿信。結(jié)合顯微鏡一起使用時,3D相機可以對細胞和組織進行成像员漩,這可以應(yīng)用在醫(yī)學(xué)文化收罢、組織檢查還有其他一些基礎(chǔ)研究領(lǐng)域晤泌。3D錄像還可以給予機器人深度知覺逝淹,這可以應(yīng)用在仿生眼的制作上。
電氣工程及計算器科學(xué)系的Zhaohui Zhong副教授說:“當(dāng)光到達相機里面的探頭的時候,可能是從各個方向上照射的栅葡,這種空間信息可以用來重建3D影像茉兰。”
他還補充道:“一般來說欣簇,空間信息是被丟失掉的规脸,因為探頭只探測光的強度。這就是為什么我們用傳統(tǒng)的方法來進行3D成像需要多部設(shè)備多重拍攝熊咽∧迹”
通常,3D相機主要是依靠在主棱鏡將光線聚焦后横殴,再通過一套微透鏡陣列來轉(zhuǎn)移被因。這套微透鏡陣列本質(zhì)上來說就是分解圖像,然后恢復(fù)光線的位置方向信息衫仑,然后相機軟件通過景深信息來重建這幅圖像梨与。
然而,Zhong和他的同事Theodore Norris和Jeffrey Fessler教授并沒有采用微透鏡陣列的方法满戒。他們采用的是一系列的透明光探測器來記錄光線的信息枚从。
Norris說:“微透鏡方法需要在分辨率和重現(xiàn)景深能力兩個方面追求一個平衡狀態(tài)。而我們的方法可以在不損失分辨率的情況下得到更多的信息蕴黎¢皇ǎ”
研究者認為:這種方法很有效,因為對于相機內(nèi)部棱鏡阱剂,不同方向的物體的焦點是不一樣的者侄,在理想對焦情況下,物體最為清晰明亮兼峻。根據(jù)這個法則亮哑,采用計算機來重建畫面就變得簡單多了,因為更快的處理速度使得高分辨率的高速成像成為可能神深。
概念很簡單核狰,可是制作這些透明光探測器卻是一個不小的挑戰(zhàn)。比如說仅谍,探測器需要吸收盡可能多的光線潦擅,以收集最為詳細的圖像信息。但碳原子層的石墨烯兼犯,可能是一種高度敏感而且可以讓大多數(shù)光透過的材料忍捡。
Zhong說:“通常為了追求高敏感度,你會希望光探測器吸收盡可能多的光來構(gòu)建更清晰的圖像切黔。石墨烯探測器可以達到這種要求砸脊,可以不用犧牲圖像的清晰度。”
目前凌埂,Zhong的研究團隊正在考慮從單反級別的相機開始應(yīng)用他們的成果驱显,但是Norris覺得或許應(yīng)該壓縮3D相機,使其能夠嵌入到智能手機中去瞳抓。
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