石墨烯光探測器用于新型3D相機(jī)

　　目前3D電影靠的是多臺攝像機(jī)來重建每一層框架，但是新的3D相機(jī)自己就可以獨立完成這一項工作。3D相機(jī)拍攝的圖片和影片也許有一天能投射出成為全息圖——盡管投射技術(shù)會是另外一項難題。

　　從攝像技術(shù)角度來說，3D影像可以讓人在拍攝后來測量景深。結(jié)合顯微鏡一起使用時，3D相機(jī)可以對細(xì)胞和組織進(jìn)行成像，這可以應(yīng)用在醫(yī)學(xué)文化、組織檢查還有其他一些基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。3D錄像還可以給予機(jī)器人深度知覺，這可以應(yīng)用在仿生眼的制作上。

　　電氣工程及計算器科學(xué)系的Zhaohui Zhong副教授說：“當(dāng)光到達(dá)相機(jī)里面的探頭的時候，可能是從各個方向上照射的，這種空間信息可以用來重建3D影像。”

　　他還補(bǔ)充道：“一般來說，空間信息是被丟失掉的，因為探頭只探測光的強(qiáng)度。這就是為什么我們用傳統(tǒng)的方法來進(jìn)行3D成像需要多部設(shè)備多重拍攝。”

　　通常，3D相機(jī)主要是依靠在主棱鏡將光線聚焦后，再通過一套微透鏡陣列來轉(zhuǎn)移。這套微透鏡陣列本質(zhì)上來說就是分解圖像，然后恢復(fù)光線的位置方向信息，然后相機(jī)軟件通過景深信息來重建這幅圖像。

　　然而，Zhong和他的同事Theodore Norris和Jeffrey Fessler教授并沒有采用微透鏡陣列的方法。他們采用的是一系列的透明光探測器來記錄光線的信息。

　　Norris說：“微透鏡方法需要在分辨率和重現(xiàn)景深能力兩個方面追求一個平衡狀態(tài)。而我們的方法可以在不損失分辨率的情況下得到更多的信息。”

　　研究者認(rèn)為：這種方法很有效，因為對于相機(jī)內(nèi)部棱鏡，不同方向的物體的焦點是不一樣的，在理想對焦情況下，物體最為清晰明亮。根據(jù)這個法則，采用計算機(jī)來重建畫面就變得簡單多了，因為更快的處理速度使得高分辨率的高速成像成為可能。

　　概念很簡單，可是制作這些透明光探測器卻是一個不小的挑戰(zhàn)。比如說，探測器需要吸收盡可能多的光線，以收集最為詳細(xì)的圖像信息。但碳原子層的石墨烯，可能是一種高度敏感而且可以讓大多數(shù)光透過的材料。

　　Zhong說：“通常為了追求高敏感度，你會希望光探測器吸收盡可能多的光來構(gòu)建更清晰的圖像。石墨烯探測器可以達(dá)到這種要求，可以不用犧牲圖像的清晰度。”

　　目前，Zhong的研究團(tuán)隊正在考慮從單反級別的相機(jī)開始應(yīng)用他們的成果，但是Norris覺得或許應(yīng)該壓縮3D相機(jī)，使其能夠嵌入到智能手機(jī)中去。