211service.com
Sferinės kameros jutiklis
Šiandieniniai skaitmeniniai fotoaparatai yra puikūs įrenginiai, tačiau net ir pažangiausiems fotoaparatams trūksta žmogaus akies paprastumo ir kokybės. Dabar Ilinojaus universiteto (Urbana-Champaign) mokslininkai sukūrė sferinę kamerą, kuri seka žmogaus akies formą ir funkciją, pastatydami grandinę ant lenkto paviršiaus.
Akys turi tai: Šią kamerą sudaro pusrutulio formos fotodetektorių rinkinys (baltas kvadratas su aukso spalvos taškais) ir vienas objektyvas, esantis ant skaidraus gaublio. Lenkta fotodetektoriaus masyvo forma suteikia platų matymo lauką ir aukštos kokybės vaizdus kompaktiškoje pakuotėje.
Lenktas jutiklis turi savybes, kurios yra akyse, pavyzdžiui, platus matymo laukas, kurių neįmanoma sukurti skaitmeniniuose fotoaparatuose be didelio sudėtingumo, sakoma. Džonas Rodžersas , vadovaujantis projekto tyrėjas. Pasak jo, vienas ryškiausių [žmogaus akies bruožų] yra tas, kad tinklainės detektoriaus paviršius nėra plokščias, kaip skaitmeninis lustas fotoaparate. To pasekmė yra ta, kad optika puikiai tinka formuoti aukštos kokybės vaizdus net naudojant paprastus vaizdo elementus, tokius kaip vienas ragenos lęšis.
Elektroniniai prietaisai didžiąja dalimi buvo sukurti ant standžių plokščių lustų. Tačiau per pastarąjį dešimtmetį inžinieriai peržengė standžių lustų ribas ir sukūrė grandines ant lankstamų lakštų. Visai neseniai mokslininkai žengė žingsnį plačiau nei paprasta lankstoma elektronika ir aukštos kokybės silicio grandines uždėjo ant tamprių, guminių paviršių. Ištempiamos grandinės pranašumas, sako Rogersas, yra tas, kad ji gali prisitaikyti prie lenktų paviršių, o lenkiami įrenginiai negali.
Sferinės kameros raktas yra jutiklių matrica, kuri gali atlaikyti maždaug 50 procentų savo pradinės formos kreivę nesulaužant, todėl ją galima išimti iš standžios plokštelės, ant kurios ji buvo pagaminta, ir perkelti ant guminio paviršiaus. Norint tai padaryti, reikia daugiau nei tik padaryti detektorių lankstų, sako Rogersas. Jūs negalite tiesiog apvynioti rutulio popieriaus lapu. Norint atlikti geometrijos transformaciją, reikalingas tamprumas.
Masyvas, kurį sudaro mažų kvadratinių silicio fotodetektorių, sujungtų plonomis polimero ir metalo juostelėmis, rinkinys, iš pradžių pagamintas ant silicio plokštelės. Tada cheminiu būdu jis pašalinamas iš plokštelės ir perkeliamas į guminę medžiagą, kuri anksčiau buvo suformuota į pusrutulio formą. Perkėlimo metu guminis pusrutulis ištiestas plokščias. Kai masyvas sėkmingai priklijuojamas prie gumos, pusrutulis atsipalaiduoja į natūralią išlenktą formą.
Kadangi juostelės, jungiančios mažas silicio salas, yra tokios plonos, jos gali lengvai sulenkti ir nesulaužyti, sako Rogersas. Jei du silicio kvadratai suspaudžiami arčiau vienas kito, juostelės susisega, sudarydamos tiltą. Jie gali atlaikyti įtampą nesukeldami jokio silicio tempimo, sako jis.
Norėdami užbaigti fotoaparatą, jutiklio matrica yra prijungta prie plokštės, kuri jungiasi prie kompiuterio, valdančio fotoaparatą. Masyvas yra padengtas gaublio formos dangteliu su objektyvu. Šioje sąrankoje jutiklio matrica imituoja žmogaus akies tinklainę, o lęšis – rageną.
Tamprus tinklelis: Kvadratiniai silicio fotodetektoriai, sujungti plonomis metalo ir polimero juostelėmis, sumontuoti ant pusrutulio formos guminio paviršiaus. Visas prietaisas gali atitikti bet kokią kreivinę formą dėl juostelių, jungiančių silicio salas, lankstumo.
Ši technologija skelbia naujos klasės vaizdo gavimo įrenginių su plataus kampo matymo laukais, mažu iškraipymu ir kompaktišku dydžiu atsiradimą. Takao Someya , Tokijo universiteto inžinerijos profesorius, kuris tyrime nedalyvavo. Tikiu, kad šis darbas yra tikras proveržis tamprios elektronikos srityje.
Rogersas nėra pirmasis, kuris naudoja tempiamo elektroninio tinklelio sąvoką, tačiau šis darbas išsiskiria tuo, kad jis nėra apribotas tempimu ribotomis kryptimis, kaip ir kiti tamprūs elektroniniai tinkleliai. Ir, svarbiausia, jis yra pirmasis tamprus tinklelis, pritaikytas dirbtinių akių fotoaparate.
Kameros skiriamoji geba yra 256 pikseliai. Šiuo metu sunku pagerinti skiriamąją gebą dėl Ilinojaus universiteto gamybos įrenginių apribojimų, sako Rogersas. Tam tikru lygmeniu tai šiek tiek apmaudu, nes turite tokią tvarkingą elektroninę akį ir viskas yra pikseliais, sako jis. Tačiau jo komanda išvengė problemos, pasinaudodama dar viena biologijos užuomina. Žmogaus akis blaškosi iš vienos pusės į kitą, nuolat fiksuodama vaizdų nuotrupas; smegenys sujungia fragmentus, kad susidarytų išsamus vaizdas. Lygiai taip pat Rogerso komanda paleidžia kompiuterinę programą, kuri padaro vaizdus aiškesnius, interpoliuodama kelis vaizdus, paimtus iš skirtingų kampų.
Pasak Rogerso, šių akies obuolio kamerų tiesioginis pritaikymas greičiausiai yra kariuomenėje. Jis siūlo, kad paprastas, kompaktiškas dizainas galėtų būti naudojamas vaizdo gavimo technologijoje šioje srityje. Ir nors elektroninės akies koncepcija sukuria akių implantų vaizdus, Rogersas sako, kad šiuo metu jis nebendradarbiauja su kitais tyrėjais, kad šie įrenginiai būtų biologiškai suderinami. Tačiau jis neatmeta galimybės ateityje.