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Caltech progetta una fotocamera senza lenti

Il Caltech ha realizzato una fotocamera che permette di ottenere immagini, senza utilizzare il gruppo ottico che vincola lo spessore degli smartphone.

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Gli smartphone diventano sempre più sottili, ma ciò comporta la comparsa di una sporgenza posteriore dovuta al modulo fotografico. Ciò perché nella fotocamera è presente un gruppo ottico formato da un numero variabile di lenti con determinate forme e dimensioni. Gli scienziati del Caltech (California Institute of Technology) ha progettato la prima fotocamera “lensless”, in cui la funzione delle lenti viene svolta da sensori ottici.

Lo scopo delle lenti è deviare il percorso della luce entrante per focalizzarlo in un punto sul sensore d’immagine. Gli ingegneri del Caltech hanno invece usato un OPA (Optical Pahsed Array), ovvero una serie di ricevitori ottici che aggiungono un piccolo e controllabile ritardo (phase shift) alla luce, consentendo alla fotocamera di mettere a fuoco oggetti distinti. Il chip fotonico emula quindi le lenti, consentendo di ridurre lo spessore e i costi produttivi. Inoltre può istantaneamente passare da un fish-eye ad un teleobiettivo, cambiando il modo in cui l’array riceve la luce.

Un OPA sfrutta il principio dell’interferenza costruttiva e distruttiva. Le onde luminose ricevute da ogni elemento dell’array si annullano reciprocamente in tutte le direzioni, tranne una. In quella direzione, le onde sono amplificate in modo da essere focalizzate su un punto. L’immagine può essere formata quasi istantaneamente attraverso la manipolazione della luce, invece di muovere un elemento meccanico.

La prima fotocamera “lensless” ha un OPA composto da 64 ricevitori ottici disposti in una griglia 8×8. L’immagine risultante ha una bassa risoluzione, ma il sistema rappresenta un “proof of concept” per il futuro. Gli ingegneri del Caltech incrementeranno il numero di ricevitori in modo da ottenere immagini in alta risoluzione.

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