Lenssiz Kamera, Akıllı Telefon Tasarımındaki Yeni Yenilik

Lenssiz Kamera Nedir?

Lenssiz kamera. Son yıllarda alınan patentler ve yapılan açıklamalardan anlaşıldığı kadarı ile hiçbirimizin elinden düşürmediği akıllı telefon ve tabletlerde kullanılacak yeni teknoloji lenssiz kamera olacak. Şu anda birçok ileri teknoloji laboratuarı bu yarışta öne geçebilmek ve ilk işe yarayan prototipi üreterek bu sektörde standartları oluşturmayı hedefliyor. Korkunç büyüklükteki bu pazardan alınacak pay milyarlarca dolar değerinde.

Günümüzün dijital kameraları, ışığı bir lens vasıtasıyla bir sensöre odaklayarak çalışır; bu, temelde son 150 yıldır kullanılan bir yöntemdir. Teknoloji ve kullanılan ekipmanlar bir kere belli olduktan sonra sınırları bulmak çok zor olmadı. Zaten çok fazla yapılacak bir şey yoktu. Önce pikselleri algılayıcıda daha küçük hale getirdiler. Bunun sınırına kolayca erişildi. Her sene işlemci ve üretim teknolojisinde yapılan geliştirmeler ile biraz daha küçük pikseller yapılabiliyor olmasına rağmen gerçekte çok da farklı bir görüntü elde edemiyoruz. Sonraki aşamada hem lensi hem de sensörü daha büyük hale getirmek düşünüldü. Bunun sınırına ulaşmak daha kolaydı. Akıllı telefon pazarında tüketicinin kabul edebileceği büyüklük değerleri sınırlıydı. Be nedenle boyutlar ile ilgili yapılacak çok fazla oyun yoktu. Ek ekipmanlar satılarak ya da sadece fotoğraf özelliği öne çıkartılmış acayip şekillerde cihazlar piyasaya sürülerek telefon kameralarının sınırlarına ulaşıldı.

Halihazırda piyasada satılan akıllı telefonların kameralarının çok fazla dezavantajları vardır. Her şeyden önce kaliteli mercekler pahalıdır. Buna karşılık sizi tek bir odak  menziline kadar sınırlarlar ve mekanik yakınlaştırma veya 3 boyutlu görüntüler yapmak isterseniz telefon başına birden çok kamera kullanmak zorunda kalırsınız. Akıllı telefonlarda gördüğünüz DSLR kamera etkileri, çok noktalı odaklama yada ekstra yakınlaştırma gibi etkiler tamamen yazılım ile yapılmakta. Daha iyi resim kalitesi için olan talep ve karşılığında elde edilebilecek yüksek miktarda para piyasadaki rekabeti kızıştırmakta. Çözüm ise objektifi komple boşaltmaktan geçiyor.  Bu konudaki son gelişmelere göz atalım.

Lenssiz Kamerayı Kim Üretiyor?

Bell Laboratuarları:

2013 yılına gelindiğinde Bell Laboratuarları, MIT Tech Review tarafından her biri ışığın geçmesine izin veren bir dizi açıklık ve üç renk ışığını algılayan tek bir sensör görevi gören bir LCD panel olarak tanımlanan lenssiz bir kamera keşfetti. Hali hazırda üretilmiş olan ve piyasada rahatça bulunup satılan parçalarla üretilebildiği için bu “basit, ucuz” cihaz geleneksel kameralara göre birçok avantaja sahipti.

“Bu devrim niteliğindeki lenssiz kamera, geleneksel bir kamera karşısında bir takım avantajlara sahiptir. İlk önce, görüntü yaratmak için gereken küçük miktarda veri, objektif olmadan sağlanabilmekte. Bu görüntülerde objektiflerle ilgili sapmalar ve odaklama sorunları ortaya çıkmakta. Sahne bütünüyle odaklanmış ve görüntünün çözünürlüğü deliklerin boyut ve sayılarına ve ışık sensörü’nün nokta benzeri doğasına bağlı.”

Caltech:

Yakın zamanda, Caltech mühendisleri, lenssiz kamera çözümüleri için ayrıca bir sensör dizisindeki pikseller üzerinde, kontrollü olarak gecikme süresini değiştirerek işlev gören bir Optik Faz Dizi (Optical Phased Array – OPA) kullanan lenssiz bir kamera da hazırladılar. Caltech’ten yapılan açıklamalarda şunlar söylendi:

“Bir dijital fotoğraf makinesinin objektifini ve sensörünü taklit eden, dijital kameraların kalınlığını ve maliyetini düşüren tek bir ince entegre silikon fotonik katmanı yarattık. Düzenli bir objektifi taklit edebilir, ancak ani bir şekilde balık gözü kameradan telefoto objektife geçiş yapabilir. Bu, dizinin ışık alma biçiminde basit bir ayarlama ile yapılabilir. “

Hitachi:

Bu tanınmış kamera üreticisinin lenssiz kamera çözümü, bir lens olmadan görüntü ve videoyu yakalamak için Moiré saçaklar ve matematiksel formüller, özellikle Fourier transformasyonu olarak isimlendirilen bir yöntem kullanan ve resim çekildikten sonra odaklanılabilen bir sistem geliştirdi. Aslında bu yöntemi 2011 yılında ilk defa kullanmışlardı. Her ne kadar teknik gerçekten devrim niteliğinde ve burada formülleri açıklamak için fazlası ile karışık olsa da temel olarak çok bulanık bir resmi, sadece matematik yardımı ile net bir görüntü elde etme işlemidir. İlk keşfedildiği dönemde fotoğraf çekmek için gereksiz olduğu düşünülen yöntemin, tıp ve bilim alanlarında kullanılacağı düşünülüyordu. Ancak geçen zaman içerisinde, objektifsiz ve çok basit ekipmanlar kullanılarak, sadece matematik ve işlemci gücü kullanılarak çekilebilecek fotoğraflar geleceğin akıllı telefonlarında kullanılabilir. Düşünsenize bugün iğne başı kadar boyutta olup belki 1 mega piksel gücünde olan bir kamera ile full hd görüntüler elde edebileceğiz.

“Gizlilik, görüntü sensörünün üzerine direkt olarak yerleştirilen “konsantrik daire şeklinde desenli” bir filmdir. Desen, görüntü yakalama sırasında sensöre gölge akar ve daha sonra işlem sırasında görüntü üzerine üst üste bindirilen ikinci benzer bir modelle karşılaştırılır. “

Rice Üniversitesi:

Otoriteler tarafından kapsanan bir diğer lenssiz kamera projesi, Rice Üniversitesi’nin Pin hole kamera geliştirmesiydi. Pinhole kameralara örnek olarak fiber optiklerin üzerinde kullanılan ve çok daha küçük boyları olan kameralar gösterilebilir. Yeni geliştirilen “Flatcam” ya da çevirirsek düz kamera aslında düz bir yüzey demek. Bu kameradan ziyade bir algılayıcı entegre. Sadece tek bir nokta yerine, bulunduğu yüzeyi ağ gibi saran bir yapı kullanarak çalışan bir yapı olup, fotoğraf kameralarını kredi kartı genişliğine indirebilir.

“FlatCam, sensörü esas olarak iğne deliği kameralarının dünyasında kök salan bir maske gibi bir sensör çipi. Bununla birlikte, tek bir delik yerine, bu maske, sensör yüzeyine her biri farklı ışık akmasına izin veren çok sayıda delikli ızgara benzeri bir desene sahiptir. Hafif saha kameralarıyla olduğu gibi, FlatCam’in fotoğrafları, pozlamalar yapıldıktan sonra yeniden odaklanılabilir. “

 

Gelecekte Bizi Ne Bekliyor?

Özet olarak her ne kadar şu an için gelecekte hangi teknolojinin galip geleceğini bilmiyoruz. Ancak şurası kesin ki, yukarıdakiler gibi merceksiz kameralar, daha yüksek çözünürlüklere ve odaklanmanın tamamen yeni yollarını bulacaklar. Kızılötesinden mor ötesine dalga boylarını yakalama gibi daha egzotik teknolojilere ve hatta tek bir kamera sensöründen 3D fotoğrafçılıkla ilgili uygulamalara kadar sonsuz seçenekte bir gelecek bizi bekliyor.

Yorum Ekle