مواد و ساخت پیشرفته

یک دوربین جدید با نام DiffuserCam ، بدون استفاده از هیچ لنزی و فقط توسط یک تصویر دوبعدی منفرد، تصاویر سه‌بعدی از نمونه را ایجاد می‌کند. DiffuserCam بخشی از کلاس سیستم‌های تصویربرداری بدون لنز انفعالی مبتنی بر ماسک است که در آن یک ماسک فاز یا دامنه، با فاصله کمی در مقابل یک سنسور قرار می‌گیرد. این دوربین از یک دیفیوزر نازک به‌عنوان یک ماسک فازی تصادفی تشکیل شده که به فاصله‌ی چند میلی‌متری از سنسور دوربین قرار گرفته است.
این دوربین کاملاً بر مبنای الگوریتم‌های محاسباتی بنا نهاده شده و فارغ از پیچیدگی‌های سخت‌افزاری سیستم‌های تصویربرداری 3 بعدی حال حاضر می‌باشد. شماتیک و نحوه عملکرد این دستگاه که نخستین بار توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا مورد بررسی قرار گرفته است در شکل زیر نشان داده شده است.

هر نقطه از میدان دید حجمی، دارای یک الگوی تصادفی منحصربه‌فرد بر روی سنسور است، بدین ترتیب اطلاعات حجمی نمونه در یک تصویر 2 بعدی رمزنگاری می‌شوند. با استفاده از یک تقریب فیزیکی و یک کالیبراسیون ساده، به کمک الگوریتم‌های محاسباتی، می‌توان الگوریتم معکوسی نوشت که از یک تصویر 2 بعدی رمزنگاری شده، به تصویر سه‌بعدی نمونه دست پیدا کرد. محققان دانشگاه برکلی برای بازسازی وکسل‌های بیشتر از پیکسل‌های ضبط شده، از الگوریتم‌های compressed sensing استفاده کرده‌اند. در نمونه اولیه این دستگاه، با استفاده از یک تصویر 1.3 مگاپیکسلی، تصویر سه‌بعدی را بر روی شبکه 100 میلیون وکسلی (با فواصل غیریکنواخت)، بازسازی شد. در شکل زیر، بازسازی سه‌بعدی برگ‌های یک گیاه کوچک توسط DiffuserCam نشان داده شده است.

منبع:
https://www.photonics.com/Articles/Lensless_Camera_Creates_Detailed_3D_Images/a62921