Cámara flexible

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Cámara flexible





Un equipo dirigido por Shree K. Nayar, T. C. Chang Profesor de Ciencias de la Computación e Ingeniería de Columbia, han desarrollado una nueva cámara flexible del grosor de una hoja que se puede envolver alrededor de los objetos cotidianos para capturar imágenes que no se pueden tomar con una o más cámaras convencionales.

El equipo de Columbia, que incluye al ingeniero de investigación Daniel Sims  y el investigador postdoctoral Yonghao Yue, diseñó y fabricó un conjunto de lentes flexible que se adapta a sus propiedades ópticas cuando la cámara se dobla. Esta adaptación óptica permite a la cámara producir imágenes de alta calidad sobre una amplia gama dentro de las deformaciones de la cámara flexible. Sims presentará el trabajo en la Conferencia Internacional sobre la fotografía computacional (CIPC) de la Universidad Northwestern en Evanston, el 13 de mayo.

“las Cámaras de hoy capturar el mundo desde esencialmente un único punto en el espacio”, dice Nayar. “Mientras que la industria de las cámaras ha hecho notables progresos en la reducción de la cámara a un dispositivo minúsculo cada vez con una mayor calidad de imagen, estamos explorando un enfoque radicalmente diferente a las imágenes. Creemos que existen numerosas aplicaciones para cámaras de gran volumen en formato, pero muy delgada y altamente flexible”.




Si un sistema de este tipo de imágenes se podría fabricar a bajo precio, como un rollo de plástico o tela, que podría ser envuelto alrededor de todo tipo de cosas, de los postes de la calle a los muebles, coches, e incluso la ropa de las personas, para capturar amplia, imágenes transparentes con campos inusuales de vista. Este diseño también podría llevar a las cámaras del tamaño de una tarjeta de crédito que un fotógrafo simplemente podría flexionar para controlar su campo de visión.

El nuevo “flex-cam” requiere dos tecnologías – un conjunto de detectores flexible y un sistema óptico delgado que puede proyectar una imagen de alta calidad en la matriz. Un enfoque sería para fijar una lente rígida de distancia focal fija a cada detector de la matriz flexible. En este caso, sin embargo, la flexión de la cámara se traduciría en “huecos” entre los campos de puntos de vista de las lentes adyacentes. Esto haría que la imagen capturada pueda tener información faltante.

Para resolver este problema, el equipo de Columbia desarrolló un conjunto de lentes de adaptación de material elástico que permite que la longitud focal de cada lente en la cámara hoja a variar con la curvatura local de la hoja de una manera que mitigue el aliasing en las imágenes capturadas (el aliasing es un efecto producido cuando se tienen varias fuentes de información y estas no logran ser leídas correctamente en conjunto haciendo que el resultado sea ilegible). Esta adaptación óptica inherente de la lente es pasiva, evitando el uso de mecanismos mecánicos o eléctricos complejos para controlar independientemente cada lente de la matriz.

Los investigadores llegaron a su conjunto de lentes de adaptación pasiva mediante la optimización de sus propiedades geométricas y materiales. Se fabricaron su conjunto de lentes prototipo utilizando silicona y demostraron su capacidad de producir imágenes de alta calidad en una amplia gama de deformaciones de la cámara de hoja. La investigación se realizó en el Laboratorio de Visión por Computador de Nayar y fue financiado por la Oficina de Investigación Naval.

“El conjunto de lentes de adaptación que hemos desarrollado es un paso importante para hacer que el concepto de las cámaras de hojas flexibles viable”, dice Nayar. “El siguiente paso será el desarrollo de conjuntos de detectores de gran formato para ir con el conjunto de lentes deformables. La fusión de las dos tecnologías sentará las bases para una nueva clase de cámaras que amplían la gama de aplicaciones que se benefician de la imagen.”

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