خبرگزاری علم و فناوری

طراحی لنز نازک و مسطح

مهندسان دانشگاه MIT و دانشگاه ماساچوست یک لنز با زاویه دید عریض طراحی کرده اند که کاملاً مسطح است. این اولین لنز تخت چشم ماهی است که تصاویر پانوراما واضح و ۱۸۰ درجه تولید می کند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری و به نقل از ام آی تی نیوز؛ برای ثبت نماهای پانوراما در یک عکس، عکاسان معمولاً از لنزهای چشم ماهی استفاده می کنند - لنزهای فوق العاده زاویه دار ساخته شده از چند قطعه شیشه منحنی، که نور ورودی را تحریف می کند و مانند تصاویر حبابی گسترده تولید می کند. طراحی کروی و چند قطعه ای آنها باعث می شود لنزهای چشم ماهی ذاتاً حجیم باشند و تولید آنها اغلب هزینه بر است.

اکنون مهندسان دانشگاه MIT و دانشگاه ماساچوست در یک لنز با زاویه دید عریض طراحی کرده اند که کاملاً مسطح است. این اولین لنز تخت چشم ماهی است که تصاویر پانوراما واضح و 180 درجه تولید می کند. این طرح نوعی "متالنز" است که ماده ای نازک ویفر با ویژگی های میکروسکوپی است که با هم کار می کنند تا نور را به روشی خاص دستکاری کنند.

در این حالت، لنز چشم جدید شامل یک تکه شیشه تخت و میلی متر نازک است که از یک طرف با ساختارهای ریزی پوشانده شده و دقیقاً نور ورودی را پراکنده می کند تا تصاویر پانوراما تولید کند، دقیقاً همانطور که مونتاژ عدسی چشم ماهی چند منظوره منحنی و معمولی انجام می دهد. این لنز در قسمت مادون قرمز طیف کار می کند، اما محققان می گویند می توان آن را تغییر داد تا تصاویر را با استفاده از نور مرئی نیز ثبت کند.

طراحی جدید می تواند به طور بالقوه برای طیف وسیعی از برنامه ها، با لنزهای نازک، فوق العاده زاویه دید گسترده ساخته شده به طور مستقیم در تلفن های هوشمند و لپ تاپ، به جای اتصال فیزیکی به عنوان لوازم جانبی بزرگ سازگار است. لنزهای کم نمای نیز ممکن است در دستگاه های تصویربرداری پزشکی مانند آندوسکوپ و همچنین در عینک واقعیت مجازی، وسایل الکترونیکی پوشیدنی و سایر دستگاه های بینایی رایانه ادغام شوند.

جیوجان هو (Juejun Hu) دانشیار گروه علوم و مهندسی مواد MIT گفت: این طراحی تا حدی غافلگیرکننده است، زیرا برخی تصور کرده اند ساخت متالنز هایی با دید میدان فوق العاده گسترده غیرممکن است. این واقعیت که این در واقع می تواند تصاویر چشم ماهی را درک کند کاملاً دور از انتظار است.

این فقط خم شدن سبک نیست - بلکه خم شدن ذهن است.

طراحی در قسمت پشتی

متالنز ها، گرچه هنوز در مرحله آزمایشی هستند، اما توانایی تغییر شکل چشمگیری در زمینه اپتیک را دارند. پیش از این، دانشمندان متالنزی را طراحی کرده اند که تصاویر با وضوح بالا و زاویه نسبتا گسترده تا 60 درجه تولید می کنند. برای گسترش بیشتر میدان دید، به طور سنتی نیاز به اجزای نوری اضافی برای اصلاح انحراف یا تیرگی وجود دارد - راهکاری که به طرحی متالنز بیشتر می شود.

هو و همکارانش در عوض طرحی ساده ارائه دادند که نیازی به اجزای اضافی ندارد و حداقل تعداد عناصر را حفظ می کند. متالنز های جدید آنها یک قطعه شفاف است که از فلوراید کلسیم ساخته شده و یک لایه نازک از تلورید سرب در یک طرف آن قرار دارد. سپس تیم با استفاده از تکنیک های لیتوگرافی الگویی از ساختارهای نوری را در فیلم حک کرد.

هر ساختار یا "متا اتم"، همانطور که تیم به آنها اشاره می کند، به یکی از چندین هندسه در مقیاس نانو، مانند یک شکل مستطیل یا استخوان شکل، تبدیل می شود که نور را به روشی خاص شکست می دهد. به عنوان مثال، ممکن است نور پراکنده شود یا از یک شکل در مقابل شکل دیگر پخش شود - پدیده ای که به تاخیر فاز معروف است.

در لنزهای چشم ماهی معمولی، انحنای شیشه به طور طبیعی توزیع تاخیر فاز را ایجاد می کند که در نهایت یک تصویر پانوراما ایجاد می کند. تیم تحقیق الگوی متناظر با اتم ها را تعیین کرده و این الگو را در قسمت پشتی شیشه مسطح تراشیده اند.

هو افزود: ما سازه های پشتی را به گونه ای طراحی کرده ایم که هر قسمت می تواند تمرکز کاملی ایجاد کند.

در قسمت جلویی، تیم یک دیافراگم نوری یا باز برای نور قرار داد.

شالاگینف (Shalaginov) گفت: وقتی نور از این دیافراگم وارد می شود، در اولین سطح شیشه شکسته شده و سپس از نظر زاویه ای پراکنده می شود. سپس نور از زوایای مختلف و در عین حال مداوم، به قسمتهای مختلف قسمت پشتی برخورد خواهد کرد. تا زمانی که قسمت پشتی را به درستی طراحی کنید، می توانید به تصویربرداری با کیفیت بالا در کل نمای پانوراما دست پیدا کنید.

آن سوی پاناروما

در یک نمایش، لنز جدید تنظیم شده است تا در ناحیه میانی مادون قرمز طیف کار کند. این تیم از تنظیمات تصویربرداری مجهز به متالنز برای گرفتن سریع یک هدف راه استفاده کردند. آنها سپس کیفیت عکس های گرفته شده در زوایای مختلف صحنه را مقایسه کردند و دریافتند که لنز جدید تصاویری از نوارها را که واضح هستند، حتی در لبه های دید دوربین، تولید می کند و تقریباً 180 درجه دارند.

گو افزود: این نشان می دهد که می توانیم تقریباً در کل نمای 180 درجه با استفاده از روش هایمان به عملکرد تصویربرداری کامل برسیم.

در مطالعه دیگری، این تیم متالنزها را برای کار در یک طول موج نزدیک مادون قرمز طراحی کرده است که از نانوپست های سیلیکون آمورف به عنوان اتمهای متا استفاده می کند. آنها متال ها را به شبیه سازی متصل کردند که برای آزمایش ابزار تصویربرداری استفاده می شود. در مرحله بعدی، آنها صحنه ای از پاریس را به شبیه سازی تغذیه کردند که متشکل از تصاویر سیاه و سفید است که برای ایجاد منظره ای پانوراما بهم متصل شده اند. آنها سپس شبیه سازی را انجام دادند تا ببینند لنز جدید چه نوع تصویری را تولید می کند.

گو گفت: سوال اصلی این بود که آیا لنز کل حوزه دید را پوشش می دهد؟ و ما می بینیم که همه چیز را در سراسر چشم انداز ثبت می کند. شما می توانید ساختمانها و افراد را ببینید، و وضوح بسیار خوبی است، صرف نظر از اینکه به مرکز یا لبه های آن نگاه کنید.

این تیم می گوید: لنز جدید را می توان با طول موج های دیگر نور سازگار کرد.

هو (Hu) برای ایجاد یک لنز چشم ماهی تخت مشابه برای نور مرئی، می گوید : ویژگی های نوری باید کمتر از آنچه که اکنون هستند ساخته شوند، تا طیف خاصی از طول موج ها را شکسته شود. مواد لنز نیز باید تغییر کند. اما معماری کلی که تیم طراحی کرده است ثابت خواهد ماند.

محققان در حال بررسی کاربردهای لنزهای جدید خود هستند، نه تنها به عنوان دوربین های فشرده چشم، بلکه به عنوان پروژکتورهای پانوراما، و همچنین سنسورهای عمق ساخته شده به طور مستقیم در تلفن های هوشمند، لپ تاپ ها و دستگاه های پوشیدنی.

گو ادامه داد: در حال حاضر، تمام سنسورهای سه بعدی دارای یک دید محدود هستند، به همین دلیل است که وقتی چهره خود را از گوشی هوشمند خود دور می کنید، شما را تشخیص نخواهد داد. آنچه در اینجا داریم یک سنسور سه بعدی جدید است که امکان نمایه سازی عمق پانوراما را فراهم می کند، که می تواند برای دستگاه های الکترونیکی مصرفی مفید باشد.

این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/

 

زمان انتشار: شنبه ۲۹ شهریور ۱۳۹۹ - ۱۱:۳۲:۰۰

شناسه خبر: 90871

مطالب مرتبط :
کوله پشتی اسکن مغز، علوم اعصاب را وارد دنیای واقعی می کند

دستاورد یک متخصص ایرانی مغز و اعصاب دانشگاه کالیفرنیا؛

کوله پشتی اسکن مغز، علوم اعصاب را وارد دنیای واقعی می کند

دانشمندان، زهرا آقاجان متخصص ایرانی مغز و اعصاب دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، یک کوله پشتی ساخته اند که در طی زندگی روزمره فعالیت مغز را ردیابی و تحریک می کند.

مهندسین اولین لنز دوربین Fisheye Fare را معرفی می کنند

مهندسین اولین لنز دوربین Fisheye Fare را معرفی می کنند

لنزها می توانند در تلفن های هوشمند و لپ تاپ ها یکپارچه شوند و دیدهای پانوراما و بدون اضافات دست و پا گیر را ارائه دهند.

پاییز امسال، افزايش پتانسيل آلودگي هوا در كلان شهراصفهان و مناطق صنعتي/ تاخیر در زمان ديم كاري در مناطق غرب و جنوب غرب استان

مدیرکل هواشناسی استان اصفهان خبرداد؛

پاییز امسال، افزايش پتانسيل آلودگی هوا در كلان شهراصفهان و مناطق صنعتی/ تاخیر در زمان ديم كاری در مناطق غرب و جنوب غرب استان

حمیدرضا خورشیدی مدیرکل هواشناسی استان اصفهان امروز در یک نشست خبری از افزايش پتانسيل آلودگي هوا در كلان شهراصفهان و مناطق صنعتي این شهر در پاییز امسال و همچنین تاخیر دو تا سه هفته ای در زمان ديم كاري در مناطق غرب و جنوب غرب استان خبر داد.

۹

۳۰ مهرماه برگزار می شود؛

اولین کنفرانس بین المللی شیمی و مهندسی شیمی ایران

اولین کنفرانس بین المللی شیمی و مهندسی شیمی ایران در تاریخ ۳۰ مهر ۱۳۹۹ توسط دبیرخانه دائمی کنفرانس و تحت حمایت سیویلیکا در شهر تهران برگزار خواهد شد.

ستاد کرونای استان اصفهان منفعل است و هیچ اقدام فوری انجام نمی دهد

مسئول کمیته بهداشتی کارگروه تخصصی مبارزه با ویروس کرونا بسیج اساتید استان اصفهان گفت؛

ستاد کرونای استان اصفهان منفعل است و هیچ اقدام فوری انجام نمی دهد

حمیدرضا خدایی مسئول کمیته بهداشتی کارگروه تخصصی مبارزه با ویروس کرونا(کووید۱۹)؛ با بیان این که اصل بر این است که جان آدمی عزیزترین دارای آن است، گفت: ستاد کرونا در استان اصفهان منفعل است و هیچ اقدام فوری انجام نمی دهد.

ماسک

ماسک با تکنولوژی بالا می تواند حرکات چشمان در حال خواب را ردیابی کند

یک کنسرسیوم بین المللی به سرپرستی دانشگاه ماساچوست آمرست یک ماسک قابل انعطاف بدون سر و صدا ابداع کرده اند که می تواند این کار را انجام دهد - ضمن اینکه ضربان قلب آنها را نیز اندازه می گیرد.

آب

دستاورد جدید مهندسان MIT:

نیروگاههای برق منابع جدید آب آشامیدنی ارزان قیمت

مهندسان دانشگاه ام آی تی آمریکا یک سیستم جدید را طراحی کردند که امکان بازیافت آب آشامیدنی را از آب مورد استفاده در نیروگاه ها فراهم می کند و موجب کاهش هزینه های عملیاتی نیروگاه ها هم می گردد.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب