Микрокамера сочетает широкоугольность с высоким разрешением

Обычно, фотокамера может снимать широкоугольным объективом всю сцену без подробностей, либо длиннофокусным — отдельные ее фрагменты с большим разрешением. Миниатюрная система нового типа сочетает обе эти возможности, обеспечивая угловое разрешение 0,2 миллирадиан и способность фокусироваться на расстояниях от 0,5 до 500 м.

В подробностях о конструкции и принципе действия новой камеры, ее авторы из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego) расскажут на ежегодной конференции Оптического общества Frontiers in Optics (FiO) 2013, которая пройдет 6-10 октября в Орландо (штат Флорида).

Главным элементом новой системы является моноцентрический объектив, собранный из концентрических, полностью круглых стеклянных шариков. Их симметричность позволяет создавать широкоугольные изображения без геометрических искажений, свойственных коммерческим объективам «рыбий глаз», которые, вдобавок, примерно в 10 раз больше по габаритам.

Хотя попытки использования моноцентрических объективов для широкоугольной съемки предпринимались и раньше, они наталкивались на две основные проблемы.

Во-первых, очень сложно передать электронным сенсорам всю богатую информацию, собранную таким объективом. В новой работе инженеры вышли из положения, применив плотный пучок оптических волокон, отполированный торец которого имел вогнутую форму и точно повторял изгиб поверхности объектива.

Во-вторых, очень неординарной задачей представлялась фокусировка такой системы. Калифорнийские исследователи показали, что изменение осевого расстояния между применяемыми ими оптическими волокнами и объективом обеспечивает четкую фокусировку на определенной дистанции и не вносит искажений в получаемое изображение.

По мнению авторов, подобные системы могут найти применение для широкоугольной съемки с высоким разрешением в смартфонах и миниатюрных беспилотных летательных аппаратах.

Первый прототип имел фокусную длину 12 мм и соединялся с 5-мегапиксельным сенсором. В настоящее время, UC San Diego совместно с корпорацией Distant Focus ведут сборку 30-мегапиксельного прототипа. В планах на следующий год — создание 85-мегапиксельной системы с углом зрения 120° и светосилой 0,5 «размерами с каштановый орех».

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI