Инженеры из Корейского института передовых технологий (KAIST) разработали ультратонкую камеру, полностью лишенную выступающих линз. Устройство, созданное по образу уникального зрения насекомых, обеспечивает огромный угол обзора при минимальных физических габаритах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Современные широкоугольные камеры для смартфонов и умных портативных устройств традиционно требуют использования нескольких наложенных друг на друга стеклянных линз. Это неизбежно приводит к увеличению толщины модуля и появлению неэстетичного физического выступа на корпусе гаджетов. Корейским специалистам удалось решить эту проблему, создав плоскую систему толщиной всего 0,94 мм.
Вдохновлено природой
Источником вдохновения для команды инженеров послужило необычное строение глаз паразитического насекомого Xenos peckii. В то время как обычные фасеточные глаза большинства насекомых дают широкий угол обзора при очень низком разрешении, этот уникальный вид обладает зрительной системой, где множество глазков захватывают отдельные фрагменты сцены. Затем микроскопический мозг насекомого объединяет их в единую четкую картинку.
Применив этот природный принцип раздельного захвата и последующей программной интеграции, разработчики создали массив из десятков крошечных эллипсоидальных микролинз. Каждая такая микролинза смотрит в своем собственном строгом направлении и фиксирует отдельную часть пространства. Сложные алгоритмы моментально сшивают эти фрагменты и формируют единое изображение с углом обзора в 140° без оптических аберраций.
Особое внимание в ходе разработки было уделено предотвращению неприятного эффекта размытия по краям кадра, столь характерного для стандартной широкоугольной оптики. Точная геометрическая настройка формы линз и точек проникновения света позволила добиться идеальной резкости по всей площади получаемого снимка.
Новая технология полностью меняет устоявшуюся парадигму проектирования оптики. Она показывает, что для улучшения качества не обязательно увеличивать физические размеры устройства. Сверхтонкие высококачественные камеры найдут широкое применение в медицинских эндоскопах, носимой электронике и микроробототехнике. Разработчики уже передали патент профильной оптической компании для начала коммерческого производства.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики впервые смогли снять на камеру квантовую запутанность электрона и иона.
