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单像素数码相机

王朝百科·作者佚名  2010-04-30
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现在的数码相机行业都在向高像素发展,比如seitz 6x17拥有1.6亿像素。但也有人另辟蹊径,美国Rice大学的研究人员就开发出了只有一个像素的数码相机。

这款相机的关键部件是由德州仪器生产的DMD(digital micromirror device数字微镜芯片),这款芯片主要用在数字背投或是投影机中。DMD芯片由大量只有细菌大小的镜片组成,每块微型镜片都一面反光,一面不反光,并可以快速翻转。

成像原理

在整套系统中,被拍摄物体的图像经过镜头打在DMD上,而经过DMD反射的图像又经过二次镜头聚焦在只有一个像素的传感器上,形成一个光信号。而在拍摄过程中,DMD上每个镜片反射的明暗矩阵以伪随机码的形式快速变换,每变化一次形成一个像素的型号。最后,经过将每次的信号和伪随机码综合进行计算,就得到了物体的影像。

设备

由于每次拍照只需要得到多个单像素信号,而在接收端和伪随机码综合计算得到影像。因此解压成像之前的信号量非常小,做到了很有效的数据压缩,十分有利于远距离无线传输(航天摄影?)。另外,只需要单像素传感器的特点,使得在科学领域中,一些原本需要大面积传感器,或是传统方法无法拍摄的非可见光领域,这种拍摄方法都有其很大的应用价值。研发人员还称,DMD可以每秒数百万次的速度翻转,因此想把这种拍摄方法转为民用,甚至做成和现在一样的掌上相机也不是没有可能。尽管现在这套系统拍一张照片需要5分钟,整套设备要占据一张大桌子。

Rice大学的研究人员将在本月11号的美国光学年会上展示这项技术。

 
 
 
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