Akies obuolio kamera, dabar su priartinimu

Besiplečianti ištempiamos elektronikos sritis žada pakeisti mūsų požiūrį į įtaisus. Silicio drožlės, susidariusios plokščiomis, standžiomis formomis, išsiskirs iš plokščios formos. Vienas iš eksperimentinių pavyzdžių yra fotoaparatas, sukurtas pagal akies obuolį ir turintis lenktą šviesos jutiklių rinkinį.

Stebėtojo akis: Šios eksperimentinės kameros viduje po skystu lęšiu yra ištempiamas jutiklis. Vanduo pumpuojamas į abu komponentus, kad būtų pakeistas fotoaparato užfiksuoto vaizdo padidinimas.

Dabar naujas dizainas suteikia šiam lenktam fotoaparatui postūmį: objektyvo ir jo jutiklio formą galima keisti sinchroniškai, suteikiant 3,5 karto priartinimą. Tai yra pagrindinė trūkstamos originalios fotoaparato koncepcijos funkcijos dalis, sakoma Jonas Rogersas , medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Ilinojaus universitete, Urbana-Champaign. Rogersas vadovavo įrenginio kūrimui. Rezultatas – visa kamerų sistema su derinamu objektyvu ir derinamu detektoriumi, galinčiu fotografuoti, sako jis. Rogersas ir jo bendraautoriai pirmadienį paskelbė išsamią darbo informaciją Nacionalinės mokslų akademijos darbai .

Kamera su lenktais jutikliais, panašiai kaip išlenkta akies tinklainė, turi tam tikrų pranašumų, palyginti su fotoaparatu su plokščiu jutikliu. Jo matymo laukas yra platesnis, o apskritai įrenginys gali būti paprastesnis ir kompaktiškesnis. Galimos programos yra stebėjimo kameros, telefonai, endoskopinis vaizdas ar net mažytės vaizdo kameros, įmontuotos į futbolo šalmus, sakoma. Yonggang Huangas , Šiaurės Vakarų universiteto bendraautorius ir inžinerijos profesorius.

Kamera yra maždaug nikelio pločio ir turi dvi pagrindines dalis – objektyvą ir jutiklių masyvą. Lęšį sudaro plona membrana, ištempta virš skaidraus stiklo lango. Objektyvo forma, atitinkanti fotoaparato židinio nuotolį, pasikeičia, kai tarpas tarp stiklo ir membranos užpildomas vandeniu.

Kad fotoaparatas pateiktų kokybiškus vaizdus, ​​jo jutiklių matrica turi prisitaikyti prie objektyvo. Todėl detektorius susideda iš 16 x 16 itin plonų silicio diodų, sujungtų plonais laidais. Masyvas, iš pradžių pagamintas ant plokščio pagrindo, yra ant tamprio lakšto ir yra pritvirtintas prie plokštės su apskrita anga. Kai vanduo išpumpuojamas iš kameros, esančios žemiau plokštelės, sukuriant neigiamą slėgį, tempiami jutikliai nuleidžiami žemyn ir susidaro įgaubta forma. Modifikuojant vandens slėgį objektyve ir po jutikliais, galima atlikti įvairius padidinimus.

Jutiklių masyvo surinkti duomenys perkeliami į kompiuterį, kur jie naudojami vaizdui sukurti. Kameroje yra palyginti nedaug pikselių, todėl sistema naudoja skaičiavimo gudrybes, kad padidintų skiriamąją gebą. Padarę kelias nuotraukas iš šiek tiek skirtingų pozicijų ir naudodami specialius vaizdavimo algoritmus, mokslininkai sugebėjo pasiekti 100 kartų padidintą skiriamąją gebą. Ta pati pagrindinė technika buvo naudojama pažeistiems pikseliams kompensuoti.

Po metų teorinis modeliavimas ir gerai - derinimas į gamyba ir perkėlimas procesas Rogersas ir jo kolegos rado veiksmingų būdų, kaip priversti silicį ištempti įvairias formas įvairioms reikmėms. Šis metodas apima itin plonų silicio salelių sujungimą naudojant tiksliai raštuotus laidus ant tinkamo paviršiaus. Kai paviršius ištempiamas, silicio salelės yra apsaugotos nuo įtempimo, nes laidai leidžia jiems atsiskirti, o jie patys yra tokie ploni.

Ekologiškos ir spausdintos medžiagos taip pat gali būti naudojamos tampriai elektronikai gaminti, tačiau jos negali prilygti siliciui pagal greitį. Ištempiamų silicio grandinių taikymo sritis yra nuo elektrinių jutiklių, kurie yra ant smegenų, iki nešiojamų saulės elementų. Rogerso startuolis MC 10 neseniai paskelbė apie bendradarbiavimą su Reebok, siekiant integruoti tamprią elektroniką į sportinę aprangą, kad būtų galima stebėti žmogaus veiklą treniruotės ar reabilitacijos metu.

Naujasis fotoaparato dizainas yra fantastiškas technologijų įrankių rinkinio, kurį Johnas Rogersas ir Yonggang Huangas per daugelį metų pradėjo kurti, demonstravimas. Heiko Jokūbas , Minesotos universiteto elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius. Jis sako, kad Rogersas ir Huangas gali integruoti didelio našumo įrenginius ant tamprių ir lenktų pagrindų, išlaikydami elektrinį aktyvumą. Tai iš esmės pakeis įrenginių ir sistemų, kurios gali įgauti naujas formas ir formas, kurių prieš kelerius metus būtų buvę neįmanoma sukurti, išvaizdą.

Vis dėlto priartinama akies obuolio kamera vis dar yra ankstyvoje stadijoje. Naudojama hidraulika gali būti ne pati praktiškiausia komercializacijai, sako Huangas. Pasak jo, ateityje šis mechanizmas gali būti pakeistas mikropavaromis ar kitomis valdymo strategijomis.

Huangas priduria, kad būsimos versijos bus mažesnės ir turės daugiau pikselių nei dabartinė. Jie netgi gali pritaikyti kelių lęšių sistemą, panašią į vabzdžio akį. O komercializavimui tyrėjai turės parodyti, kad šis metodas gali būti pritaikytas megapikselių fotodetektorių matricoms. Manome, kad tai įmanoma, sako Huangas, atlikus tam tikrą inžinerinį darbą.

paslėpti