Используя только часть матового стекла и монохромного датчика, ученые создали разноцветные изображения, ‘перепроектировав’ свет, который рассеян прозрачной матовой поверхностью матового стекла, таким образом получив исходное изображение, которое проецировалось на нем.Так как различные длины волны света рассеяны по-другому матовым стеклом, ученые NTU создали алгоритм, чтобы восстановить изображение. Чтобы сделать это, они создали библиотеку ‘образцов веснушки’, связанных с каждой длиной волны света, включая тех в инфракрасных и ультрафиолетовых спектрах, которые не видимы невооруженным глазом.В обычной камере оптика, сделанная из стеклянных или пластмассовых линз, захватывает свет и ведет его на цветные фильтры и датчик камеры, чтобы получить острые цветные изображения.
Эти линзы обычно большие в размере и дорогие из-за требуемого производства точности.Устраняя необходимость линзы и цветных фильтров и заменяя их матовым стеклом, эти инновации могли потенциально быть применены к компактным камерам и смартфонам, чтобы сделать их стройнее.Доцент Стив Куонг Дан из Школы NTU Электротехники и Электроники, кто привел исследование, сказал их новый метод отображения, мог помочь улучшить применения отображения в биомедицинском и научном применении, а также открытии новых дверей для других отраслей промышленности.«Наша технология может также восстановить изображения в других многократных длинах волны, невидимых для невооруженного глаза, как инфракрасный и ультрафиолетовые, которые используются в целях отображения для медицины, наблюдения и астрофизики.
Это может также восстановить изображения, взятые в микроскопическом масштабе», объяснил профессор Дан.«Наш многоспектральный метод отображения использует монохромовое (черный и белый) камера вместе с простой частью матового стекла, делая его очень рентабельным по сравнению с существующими многоспектральными камерами на рынке.«Характерная особенность нашей камеры – то, что она может захватить любой диапазон светового спектра, в отличие от существующих камер на рынке, которые предварительно починены. Это также менее затронуто оптическими проблемами выравнивания как обычные камеры, потому что нет никаких подвижных частей и никакой оптики сосредоточения».
Междисциплинарная научно-исследовательская работаПрофессор Иун Сун Фэтт, Председатель Школы NTU Электротехники и Электроники сказал, что инновациями был результат междисциплинарного исследования, включающего и физику и разработку фотоники.«Как легкий взаимодействует с изменением объектов с переменными длинами волны, таким образом, наши ученые должны были думать из коробки, чтобы проектировать камеру, не ограниченную типичными красными, зелеными и синими спектрами. Это исследование – пример того, как передовое исследование фотоники может привести к потенциальным улучшениям диагностики, ощущению и технологиям наблюдения».
Профессор Иун сказал.Этот междисциплинарный проект взял профессора Дана и его исследователей доктор Суджит Кумар Сэху и доктор Тан Дунлян, более чем год научных исследований.«Есть другие потенциальные области применения, где наша техника могла быть полезной. Например, это могло использоваться для безопасности пищевых продуктов, где можно сделать фотографию фруктов или мяса в особенности спектры, чтобы искать пятна, которые связаны с химикатами или бактериальной деятельностью, приводящей к порче», сказал доктор Сэху, который является первым автором статьи.
Исследовательская группа использовала их технику, чтобы различать два различных яблочных сока, которые выглядят идентичными невооруженному глазу, но имеют различные цветовые гаммы, сигнализирующие об их различии в компоненте или свежести, например.Это могло также использоваться для судебной экспертизы, поскольку камера могла быть настроена, чтобы захватить широкий спектр, включая близость, инфракрасную и ультрафиолетовую, показать подсказки или доказательства, невидимые при нормальных обстоятельствах.
С только картиной снимка и вычислительным алгоритмом, этот многоспектральный метод отображения объединяет преимущества технологии видения и спектроскопии, чтобы сделать многократный анализ на очень высоких скоростях.Патент был подан для этой новой технологии инновациями NTU и отделением предприятия, NTUitive, и исследовательская группа будет нанимать промышленных партнеров, чтобы видеть, как они могут приспособить свою технологию к реальным заявлениям.Поддержанный NTUitive и Консорциумом Фотоники ЛЮКСА, команда получила пристальный интерес от промышленных игроков и потенциальных приемных родителей, чтобы далее разработать эту технологию в исправлении полей зрения и химическом ощущении.
Эти инновации были показаны на покрытии научного журнала Optica in Oct 2017.