一款无镜头的微型照相机要给所有数字设备安上眼睛

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楼主 2019-03-08 16:03:59
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黑白相机


带有镜头的数字照相机可以拍摄很出色的照片,但是要想把照相机植入到更小型设备中却是一件很困难的事情。因为镜头越小要想制作出精确的曲面就越困难。但 Rambus 的传感器研究科学家 Patrick Gill 想到了一种规避的办法,不用镜头,而是用螺旋形来采集和映射来自于各个方向的光线。




上面的这张图片的顶图就是用这种光栅采集到的图像。这张又小又模糊的图片人是很难辨认的,但经过传感器的处理器识别之后,目标图形变成了中图的样子。虽然它在清晰度上跟原型(底图)有较大差距,但是已不妨碍我们观察出它是什么图片了:达芬奇的旷世名作—蒙娜丽莎的微笑。




那么这种光栅的是怎么样的呢?下面的这张图片里面,左边是 5 美分硬币,右边则是光栅的原型。通过这种直观的对比可以发现这个光栅的尺寸很小。而在光栅背后的传感器尺寸甚至更加小巧,直径只有 200 微米,比铅笔头还要小。除了螺旋形以外,Rambus 的实验室还尝试了十字形、五角形等 28 多种衍射形状。


这种照相机支持的最高分辨率为 128x128 像素。但它的用途并不在于高保真还原拍摄对象,而是希望能够以最低的成本、最简便的方式捕获到所需的信息—比方说,对于一个门牌号,你关心的是上面的数字,而不是它用了什么字体。


无镜头照相机并非只有 Rambus 一家在研究,但 Gill 认为他们的技术具有两方面的优势—一是技术复杂程度更低且小型化程度更高,二是与数码相机普遍使用的 CMOS 技术类似,从而使得相应芯片的制作成功更低。由于这种微型照相机解决了小型化及成本问题,Gill 设想它可以应用到从可穿戴设备到安保系统乃至于玩具的所有类型的东西上,其目标是给任何尺寸的数字设备安装上眼睛。


我突然想到,如果人造眼睛可以大规模普及到一切非生物的电子物体上,那么人造鼻子、人造耳朵等生物器官是不是也一样存在可能?如果是这样的话,生物和非生物之间的界限似乎就要演变成一个哲学命题。


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