aparat-metapowierzchnia

Naukowcy stworzyli aparat wielkości ziarenka soli, który jest w stanie zrobić kolorowe zdjęcie

I to w całkiem niezłej rozdzielczości, bo w 720×720 px. Biorąc pod uwagę rozmiar aparatu i to, że zdjęcia są kolorowe, jest się czym pochwalić. Ale po kolei.

Za projekt najmniejszego kolorowego aparatu cyfrowego odpowiadają naukowcy z Uniwersytetu Princeton i Uniwersytetu Waszyngtona. Nowy rodzaj aparatu raczej nie zastąpi tych, z których korzystamy aktualnie w naszych telefonach komórkowych, ale może przydać się na przykład w endoskopii. Na razie jednak najciekawsza jest jego konstrukcja.

Sam aparat to właściwie przezroczysty panel wykonany z azotku krzemu z wytrawionym okrągłym wzorem. Okrąg ten, o szerokości pół milimetra zawiera 1,6 miliona cylindrycznych nacięć (stworzonych za pomocą litografii DUV), które zostały zaprojektowane z myślą o załamywania światła we właściwy sposób, potrzebny do wyprodukowania kolorowego zdjęcia. Oznacza to, że ta mikro-matryca sama w sobie w odpowiedni sposób manipuluje światłem, bez udziału tradycyjnej soczewki.

Czytaj również: Najlżejszy aparat na świecie – waży… 12 gramów!

Trik ten jest możliwy dzięki zastosowaniu technologii tzw. metapowierzchni (ang. metasurfaces) w połączeniu z algorytmem maszynowego uczenia się, który oszukuje trochę fizykę i przetwarza zdjęcie wykonane mikro-aparatem w taki sposób, aby punkty ostrości wszystkich zarejestrowanych fal światła (aparat rejestruje spektrum w przedziale od 400 do 700 nm) zbiegły się w jeden punkt. Najlepiej widać to na poniższym porównaniu nieprzetworzonego zdjęcia z przetworzonym:

Reklama

Jeśli chodzi o dane techniczne tego aparatu, to dzisiaj oczywiście nie zrobią na nikim wrażenia, ale i tak uważam, że uzyskanie kolorowych zdjęć w rozdzielczości 720×720 px z tak małego rozmiaru jest dość imponującym osiągnięciem. Jeśli chodzi o meta-obiektyw, to szerokość jego kąta widzenia wynosi ok. 40 stopni, a liczba przysłonowa (F) to całe 2.

Twórcy tego rozwiązania nie mają jeszcze sprecyzowanych planów, jeśli chodzi o przyszłość ich urządzenia. Wszystko zależy od tego, kto tak naprawdę zainteresuje się mikroskopijnym aparatem. Wojsko, sektor medyczny, czy też nawet producenci sprzętu mobilnego to branże, które mogą dostrzec ogromne korzyści płynące z dalszej miniaturyzacji sprzętu do robienia zdjęć.