Revolúcia v snímaní obrazu? Zrkadlový snímač a rozlíšenie 1 pixel

Nie je tajomstvom, že dnešné senzory CCD na snímanie obrazu sú vhodné iba ako náhrada, kým sa nevynájde niečo lepšie. Fotografickú techniku sužuje nízky dynamický rozsah a citlivosť, vo výskumných oblastiach je nevhodná citlivosť na rôzne vlnové dĺžky svetelného spektra. A všeobecným problémom je prílišná komplexnosť senzora aj elektroniky okolo neho, a teda vysoká cena zariadenia. Ako sa dostať z bludného kruhu? Texaskí študenti vidia riešenie.

Kým dnešnou snahou je naukladať čo najviac miliónov svetlocitlivých buniek na čo najmenší snímač, univerzita v meste Rice (Texas) ide na problém opačne. Vytvorili optickú sústavu, na ktorej konci je snímač s rozlíšením 1 pixel! Samozrejme, že výsledný obraz sa z takéhoto netypického rozlíšenia nezíska interpoláciou. Podstatou je trik so zrkadlami; srdcom tohto technického riešenia je čip nie nepodobný prvku DMD, ktorý poznáme z projektorov. DMD (vynálezcom je Texas Instruments) má za úlohu odrážať svetlo z výbojky do výstupnej šošovky pomocou sústavy mikroskopických zrkadiel, ktoré v konečnom dôsledku vytvárajú obraz.

V tomto prípade je princíp obrátený: podobne ako v klasickom fotoaparáte alebo kamere prechádza obraz z vonka vstupným objektívom, kde dopadá na snímač DMD. Jeho zrkadlá sú nastavené tak, že v jednom momente odrazia obraz iba jedného bodu. Tento odrazený signál putuje druhou šošovkou na čip CCD; po jeho zachytení a spracovaní sa DMD preorientuje, natočí sa iné zrkadlo a senzor spracuje ďalší bod. V podstate ide o podobný princíp, na akom fungujú skenerové snímače (pohybujúci sa jeden riadok pixlov po celej šírke obrazu), ibaže dovedený do extrému.

Ako vidieť na prezentačnej stránke univezity, prototyp je postavený zo samostatných komponentov a poskytuje výsledné rozlíšenie 128 × 128 px monochromatického obrazu. V budúcnosti sa možno dočkáme „dospelého“ riešenia, ktoré bude možné zabudovať napríklad do fotoaparátu – na rozdiel od skenovacích stien je snímač DMD dosť rýchly na to, aby dokázal zmeniť svoju polohu a snímať niekoľko tisíckrát za sekundu. Momentálne reálnejším cieľom je práca na produktoch, ktoré budú môcť využívať technológiu CCD tak, ako to dnes nie je jednoducho realizovateľné – snímanie netradičných vlnových dĺžok svetla a podobne.

Zdroj: LiveScience, Digg

Súvisiace články: