دوربین مینیاتوری بدون لنز

 با این‌که دوربین‌های دیجیتال فعلی تصاویر خوبی می‌گیرند اما برای مجهز کردن ابزارهای بسیار کوچک به دوربین با مشکل مواجه هستیم و هر چه سعی در کوچکتر کردن دوربین کنیم، مشکل نیز بزرگتر می‌شود. زیرا ساخت دقیق اجزای اپتیکی دوربین نظیر لنزها و آینه‌هایی با سطوح منحنی در ابعاد بسیار کوچک کاری دشوار است. همین امر باعث شده است که محققان برای ساخت دوربین‌های بسیار کوچک به فکر حذف اجزایی نظیر لنز افتاده و در عوض به استفاده از روش‌های تصویربرداری محاسباتی (Computational imaging) روی آورند. تصویری که مشاهده می‌کنید (بخش d شکل 1) با دوربینی 200 میکرومتری گرفته شده است؛ دوربینی بدون لنز.

 شکل 1: بازسازی تصویر: نور از مارپیچی یک طرح گذشته و به حسگر می‌رسد (a)‌. بخش b شکل 2 تصویر اصلی، C تصویری که حسگر می‌بیند و d بازسازی تصویر پس از تجزیه و توسط نرم‌افزار را نشان می‌دهد.

پاتریک گیل، محقق شرکت فناوری Rambus و همکارانش حسگری ویژه ساخته‌اند که امکان ساخت دوربین‌های بدون لنز را فراهم می‌کند. روی این حسگر قطعه شیشه‌ای قرار گرفته که الگوهای ویژه‌ای بر آن نقش بسته است. نمونه اولیه حسگر ارائه شده 28، الگوی مختلف diffractive دارد. قطعه کوچکی از تراشه این حسگر شامل مارپیچی (شکل‌ اصلی مقاله) است که تصویر مونالیزا توسط این بخش مارپیچی از حسگر گرفته شده است.
نور از این سطح گذشته و بسته به زاویه‌ای که تابیده به حسگر زیرین می‌رسد. آن‌چه حسگر از لایه مارپیچی دریافت می‌کند تصویری در هم و بر هم از مارپیچ‌ها است که بسیار متفاوت است از آن‌چه به‌عنوان یک تصویر انتظار داریم. ما‌بقی کار بر عهده نرم‌افزاری است که باید این اطلاعات را تجزیه و تحلیل کرده و تصویر نهایی را باز‌آفرینی کند. وقتی با یک دوربین معمولی عکسی گرفته می‌شود، دوربین هر نقطه از سوژه مورد نظر را روی حسگر متمرکز می‌کند.
 اما الگوی مارپیچی به کار رفته در حسگر جدید باعث می‌شود نور از تمامی جهات به حسگر برسد. تفاوت چنین دوربینی با دوربین‌های سنتی این است که در دوربین بدون لنز، تصویر ثبت نمی‌شود بلکه بازآفرینی می‌شود. الگوریتم Rambus به کاربران اجازه می‌دهد تا با استفاده از کامپیوتر تصاویری در وضو‌ح‌های مختلف به‌دست آورند. 
نمونه اولیه ارائه شده، تصویری 128×128 پیکسل ارائه می‌دهد. گیل معتقد است در‌صورت تجاری‌سازی این فناوری می‌توان حسگرهایی با وضوح بالاتر ساخت. به عقیده او برای چنین دوربین‌های فوق‌العاده کوچکی که ارزانی و عدم نیاز به لنز از جمله ویژگی‌های آن‌ها است، می‌توان طیفی وسیع از کاربردها را متصور بود؛ از ابزارک‌های پوشیدنی گرفته تا سیستم‌های امنیتی و حتی اسباب‌بازی‌ها. گیل برتری دوربین بدون لنزی که Rambus روی آن کار می‌کند با نمونه‌های دیگر را سادگی بیش‌تر و امکان ساخت آن با ابعادی کوچکتر می‌داند. فناوری به‌کار رفته در ساخت آن مشابه فناوری CMOS است که برای تولید تراشه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود‌؛ بنابراین، می‌توان آن‌را در آرایه‌هایی از تراشه‌ها تولید کرد به‌طوری‌که هزینه‌ای بسیار ناچیز به قیمت تمام شده هر تراشه تحمیل شود.

منابع
- تکنولوژی ریویو
(27 مارس 2014)
- سایت Rambus
- سایت ان‌بی‌بی‌سی