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Si prepara la "lensless camera", messa a fuoco senza obiettivo

Di Giulio Mandara

Prima le reflex senza specchio, la prossima tappa, soprattutto per gli smartphone, potrebbe essere la messa a fuoco senza ottica. Ci sta lavorando l'Università dell California, con buoni risultati

L'OTTICA NON È INDISPENSABILE - Sembra ovvio che una macchina fotografica abbia un'ottica davanti. Ma a pensarci bene la più rudimentale delle fotocamere, quella a foro stenopeico, per cui basta fare un forellino in una scatola rivestita di una pellicola fotosensibile per ottenere un'immagine, non ce l'ha.

METTERE A FUOCO SENZA LENTE - Il problema è che così non si può mettere a fuoco. O almeno fino a oggi è stato così. Perché i ricercatori del California Institute of Technology ("Caltech") stanno sperimentando precisamente una “fotocamera senza obiettivo” ma in grado di controllare il fuoco.
Lo spunto è quello di superare i limiti fisici dell'accoppiata ottica/ sensori sugli smartphone, che, appunto per le leggi della fisica, non possono dare risultati eccezionali, almeno nativamente, proprio perché sia i sensori sia gli obiettivi sono miniaturizzati, e la luce raccolta non può essere granché.

UNA FREQUENZA INTERMEDIA AGGIUNTA - Nel modello di Caltech la funzione della lente di messa a fuoco la fa un algoritmo che provoca un ritardo, uno scarto, che può essere anche minimo (“un quadrilionesimo di secondo”) nella ricezione della luce. Questo segnale sfasato, “intermediate frequency”, che viene aggiunto alla luce catturata da ogni fotodiodo (e che non soffre del problema segnale/rumore degli amplificatori elettrici), permette di simulare la messa a fuoco. Così sarà possibile, dopo la mirrorless camera, realizzare la "lensless camera".


Lo schema del sensore di Caltech

 

Nel sensore di questo modello, spiega l'abstract, ogni fotodiodo cattura solo la luce proveniente da un angolo prestabilito, e questo “angolo di osservazione” può essere spostato, generando un'immagine da varie angolazioni di luce incidente. In questo modello è anche più semplice l'amplificazione del segnale luminoso.


Schema del percorso del segnale luminoso con gli "sfasatori" ("shifter") progettati da Caltech. A destra, il sensore

 

BUON INIZIO - Il chip in test è da 8 x 8 sensori ed è stato testato su un codice a barre. Le immagini sono a bassa risoluzione e il sistema va perfezionato, ci vorrà qualche anno per farne un prodotto commerciabile. La prima tappa per perfezionare il modello è poter usare sensori più efficienti per catturare immagini a risoluzione più alta.

 

Fonte: Caltech

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