Разработана новая трехмерная нано-камера, способная работать почти со скоростью света
Основой новой камеры является технология измерения "времени полета" (Time of Flight), технологии, которая используется во втором поколении трехмерных датчиков Microsoft Kinect. В этой технологии местоположение каждой точки объекта в пространстве вычисляется путем измерения времени, требующегося световому сигналу для достижения поверхности объекта, отражения и возврата назад к датчику. Однако, в отличие от существующих реализаций технологии "Time of Flight", новая камера Media Lab не чувствительна к дождю, туману и может делать трехмерные изображения почти прозрачных объектов.
Обычные камеры, основанные на технологии "Time of Flight", освещают сцену коротким световым сигналом, который отражается от объекта и улавливается датчиком с единственным пикселом. Полупрозрачные поверхности, острые светоотражающие грани и движение объекта могут создавать дополнительные отраженные сигналы, которые смешиваются с основным сигналом, мешая произвести правильные измерения времени.
Для того, чтобы обойти данное затруднение, устройство Media Lab использует кодирование светового сигнала по технологии, достаточно широко используемой в телекоммуникационной области для измерений времени и расстояния распространения сигнала. Использование кодирования позволяет не зависеть от характера снимаемого объекта и от других факторов, способных создать паразитные отражения информационного сигнала. А для устранения искажений, вызванных движением объекта, используется программная технология, применяемая в качественных фото- и видеокамерах для устранения смазывания объектов съемки, вызванных движением и дрожанием рук оператора.
В 2011 эта же группа исследователей из Media Lab демонстрировала камеру, способную снимать со скоростью триллион кадров в секунду и способную заснять процесс перемещения в пространстве единичного импульса света. Это делается за счет использования высокоточной синхронизации процесса съемки и за счет использования сверхкоротких импульсов света, длительностью порядка нескольких фемтосекунд. Такой подход требует использования сложного оптического оборудования, а создание такой фемто-камеры обходится почти в 500 тысяч долларов.
Новая нано-камера "исследует" снимаемую сцену с помощью непрерывной последовательности световых сигналов, длительность которых составляет около наносекунды. Это позволяет использовать недорогие приборы и узлы, ведь даже обычные светодиоды могут излучать импульсы света, длительностью в несколько наносекунд. Поэтому, новая нано-камера может обеспечить быстродействие на порядок хуже фемто-камеры, а ее стоимость при этом не будет превышать 500 долларов.
