La cámara sin lentes ve las cosas de manera diferente

Patrick Gill está emocionado de mostrarme una pequeña imagen borrosa de la Mona Lisa, impresa en blanco y negro en una hoja de papel. No es mucho para mirar, literalmente, pero es inconfundiblemente ella, con el pelo largo y oscuro y esa misteriosa sonrisa.

Imagínate esto: La cámara sin lente de Rambus utiliza una rejilla grabada en espiral para capturar la luz. Aquí se muestra, junto a una moneda para comparar el tamaño, un prototipo de rejilla que se encuentra encima de un sensor.

Sin embargo, más intrigante que la imagen de baja resolución de la obra maestra de da Vinci es cómo se creó la imagen: con una cámara sin lentes que, con 200 micrómetros de diámetro, es más pequeña que la punta de un lápiz.

Si bien las cámaras digitales con lentes pueden tomar excelentes fotografías, es difícil colocar cámaras en dispositivos más pequeños. Las lentes miniaturizantes solo funcionan hasta cierto punto: cuanto más pequeñas se vuelven, más difícil es hacer sus superficies curvas precisas. Gill, científico investigador senior de la empresa de licencias de tecnología Rambus , piensa que una forma de resolver este problema es reemplazando la lente de la cámara curva con un sensor diminuto que usa una forma espiral para trazar la luz y se basa en una computadora para averiguar cómo debería verse la imagen resultante.

Eventualmente, imagina que la pequeña cámara se integrará en todo tipo de cosas, desde dispositivos portátiles hasta sistemas de seguridad y juguetes, sin tener que aumentar el costo o el volumen de una cámara con lente. Nuestro objetivo es agregar ojos a cualquier dispositivo digital, sin importar cuán pequeño sea, dice.

El punto no es construir cámaras de alta resolución como usted quisiera en un teléfono inteligente, sino construir el sensor óptico más pequeño, barato y fácil de fabricar que aún pueda capturar suficiente información para mostrar lo que está sucediendo.

Gordon Wetzstein , un científico investigador del Camera Culture Group del MIT Media Lab, es optimista acerca de la tecnología, aunque dice que todavía no está claro qué tan bien funcionará. Aparte de los píxeles cada vez más pequeños, no hemos visto mucho progreso en los sensores de la cámara durante un tiempo, dice.

La imagen superior muestra lo que captura el sensor. La imagen del medio es la reconstrucción de la computadora; es más borroso que el original (imagen inferior) pero aún reconocible.

Gill me muestra un sensor prototipo en la oficina de Rambus en Sunnyvale que ha sido grabado con 28 tipos diferentes de estructuras difractivas: espirales y otras formas como una cruz y un pentágono. Un pequeño segmento del chip contiene una espiral que se ha utilizado para capturar una serie de imágenes, incluida la imagen de Mona Lisa que me muestra Gill, así como representaciones borrosas de John Lennon y Georges Seurat. Bañistas en Asnières .

Cuando toma una foto de una pintura en una pared con una cámara digital normal, una lente enfoca cada punto de luz que captura en un sensor, generando un archivo digital que una computadora puede mostrarle como una imagen. En cambio, el enfoque de Rambus utiliza una rejilla grabada con un patrón en espiral a través del cual la luz puede ingresar desde cualquier orientación. El sensor debajo de la rejilla captura un revoltijo de espirales que un humano no vería como una imagen reconocible, pero el software puede traducirse en una.

Gill usa la imagen de Mona Lisa para demostrar. Me muestra una imagen normal en blanco y negro de la pintura, una forma borrosa en blanco y negro que indica el revoltijo de espirales que el sensor capturaría para que la computadora las interprete, y una imagen en blanco y negro borrosa pero aún reconocible. de la pintura reconstruida a partir de estos datos por software.

Gill dice que los algoritmos de Rambus permiten a los usuarios pedirle a la computadora que produzca imágenes en varias resoluciones; lo más alto que ha hecho hasta ahora con los prototipos es de 128 por 128 píxeles, lo que, según él, representa las capacidades de los sensores de mayor resolución que Rambus haría si comercializara la tecnología.

Si bien existen otros proyectos de cámaras sin lentes, como uno creado por Bell Labs (ver Bell Labs Invents Lensless Camera), Gill cree que el que está trabajando Rambus es menos complejo y se puede hacer mucho más pequeño. La tecnología utilizada para fabricarlo es similar a la tecnología CMOS utilizada para construir chips de computadora, por lo que podría fabricarse dentro de una matriz de chips y agregar solo unos centavos al costo total de cada chip.

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