Câmera compacta usa 16 CCDs para obter foto profissional

Os sensores individuais tiram fotos simultaneamente, de perspectivas ligeiramente diferentes, usando uma técnica conhecida como "lentes dobradas", inspiradas na técnica de origami.

Com informações da MIT Technology Review -  out/2015

 

[Imagem: Light/Divulgação]

Lentes dobradas


A câmera L16 é uma daquelas soluções que, para alguns, consegue "obter mais do mesmo", enquanto, para os mais entusiasmados, "tira leite de pedra".

O objetivo da sua criadora, a startup Light, é substituir as câmeras profissionais e suas lentes enormes por um aparelho muito mais leve e menor.

Ao contrário das câmeras DSLR, que utilizam apenas uma lente e um sensor de imagem, a L16 é uma câmera múltipla com 16 CCDs de 13 megapixels cada um e três comprimentos focais diferentes: 5-35 milímetros (mm), 5-70 mm e 6-150 mm.

Os sensores individuais tiram fotos simultaneamente, de perspectivas ligeiramente diferentes, usando uma técnica conhecida como "lentes dobradas", inspiradas na técnica de origami.

Cada módulo de câmera é colocado de lado. A luz entra através de uma abertura, atinge um espelho e, em seguida, viaja através do cano da lente até o CCD. Como os módulos têm diferentes distâncias focais, vários deles disparam ao mesmo tempo - a quantidade depende do zoom utilizado e de como os espelhos no interior dos módulos se movem para pegar a luz.
O programa da câmera então combina automaticamente as diversas imagens individuais, criando uma imagem de 52 megapixels com uma qualidade comparável à obtida com uma câmera DSLR e uma lente profissional.

Tecnologia nos celulares

Só o preço da L16 não é pequeno e nem leve: US$1.699,00 nos EUA.
Mas a tecnologia poderá ter filhotes mais baratos em um futuro próximo.
A fabricante de produtos eletrônicos Foxconn tornou-se sócia da empresa emergente, e está planejando usar a tecnologia de múltiplos sensores e foto única em telefones celulares.
A expectativa é que os primeiros celulares com a tecnologia - e fotos de 52 megapixels - cheguem ao mercado no final de 2016.
Entenda a tecnologia desenvolvida em 2007...

Lentes dobradas como origami poderão revolucionar celulares com câmera

 

Engenheiros da Universidade de San Diego, Estados Unidos, criaram uma câmera digital ultra-fina que poderá revolucionar a resolução das câmeras dos telefones celulares, dos sistemas de visão artificial montadas em óculos, além de várias outras aplicações hoje impraticáveis.

Origami

Para reduzir a espessura da câmera mas manter a quantidade de luz captada e uma capacidade de alta resolução, os cientistas simplesmente dobraram as lentes, como se elas fossem um origami - a conhecida arte japonesa da dobradura de papéis. "Nossa câmera é cerca de sete vezes mais poderosa do que uma lente convencional de mesma profundidade," diz Eric Tremblay, um dos criadores da nova tecnologia.

O mecanismo utilizado é semelhante ao utilizado nos telescópios astronômicos do tipo Cassegrain. "A idéia da dobradura era nova em 1672, mas eles a estavam fazendo com dois espelhos separados. Nós cortamos todas as nossas superfícies reflexivas de um único componente e quadruplicamos o número de dobras," explica Joseph Ford, outro participante da pesquisa.

Cristal óptico

Ao invés de direcionar e focalizar a luz quando ela passa através de uma série de espelhos e lentes, o novo sistema faz o mesmo trabalho à medida em que a luz é refletida para um lado e para outro no interior de um cristal óptico de 5 milímetros de espessura. A luz é focalizada como se ela estivesse se movendo através de um sistema tradicional de lentes que é pelo menos sete vezes mais grosso.
"Nossas 'lentes dobradas' não são tecnicamente uma lente, já que elas são reflexivas. Eu sou culpado por chamá-las de lentes algumas vezes, mas estou tentando me corrigir. 'Refletor', ou 'óptica dobrada' são termos mais precisos," diz Tremblay.

O cristal utilizado é de fluorita - fluoreto de cálcio - um cristal muito transparente. Em um disco de fluorita, os cientistas cortam uma série de superfícies concêntricas e reflexivas que curvam e focalizam a luz à medida em que ela é dirigida para um refletor plano. Quanto mais dessas superfícies forem feitas, maior será a potência da "lente", quer dizer, da óptica dobrada.

Torneamento com diamante

A luz segue um caminho em zigue-zague do maior para o menor dos discos concêntricos, até atingir o sensor CMOS ou CCD da câmera.
O avanço foi possível graças a melhoramentos em outra tecnologia, o torneamento de diamante, por meio do qual uma finíssima ponta de diamante consegue tornear peças com extrema precisão.
"Você monta a óptica uma vez e o torno de diamante corta todas as superfícies ópticas sem necessidade de ajuste no equipamento," diz Tremblay. Sem a necessidade de realinhar a óptica durante o processo de fabricação, o processo ganha em precisão, o que poderá permitir que a nova técnica chegue rapidamente ao mercado.

 

Bibliografia:

Ultrathin cameras using annular folded optics
Eric Tremblay, Ronald A. Stack, Rick L. Morrison, Joseph E. Ford
Applied Optics
February 1, 2007
Vol.: Vol. 46, Issue 4, pp. 463-471