எந்த கேமராவையும் துருவப்படுத்தல் கேமராவாக மாற்றுதல்

வளிமண்டலத்தில் உள்ள ஏரோசோல்கள், நட்சத்திரங்களின் காந்தப்புலம் மற்றும் பொருட்களின் வெப்பநிலை போன்ற பல தகவல்களை ஒளி துருவப்படுத்தல் வழங்குகிறது. இருப்பினும், இப்பொழுது வரை ஒளியின் இந்த பண்பு நிர்வாணக் கண்ணுக்குத் தெரியாததால், விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்கள் அதைப் பிடிக்க சிறப்பு, விலையுயர்ந்த மற்றும் பருமனான உபகரணங்களை நம்பியுள்ளனர்.

Harvard John A. Paulson, School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)-இன் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மெட்டாசர்ஃபேஸ் இணைப்பை உருவாக்கியுள்ளனர். இது எந்தவொரு கேமராவையும் அல்லது வரைபட அமைப்பையும் (Imaging system), ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப் சிஸ்டங்களையும் கூட துருவப்படுத்தல் கேமராக்களாக மாற்றும். இணைப்பு ஒளியின் துருவமுனைப்பின் அடிப்படையில் ஒளியை இயக்குவதற்கு துணை அலைநீள நானோபில்லர்களின் மெட்டாசர்ஃபேஸைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் ஒவ்வொரு பிக்சலிலும் துருவமுனைப்பின் படத்தைத் தொகுக்கிறது.

இந்த ஆய்வு ஆப்டிக்ஸ் எக்ஸ்பிரஸில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

“எந்தவொரு கேமராவிற்கும் துருவமுனைப்பு உணர்திறன் சேர்ப்பது, சாதாரண கேமராக்களால் பார்க்க முடியாத விவரங்கள் மற்றும் அம்சங்களை வெளிப்படுத்தும், முகத்தை அடையாளம் காணுதல் மற்றும் சுய-ஓட்டுநர் கார்கள் முதல் தொலைநிலை உணர்தல் மற்றும் இயந்திர பார்வை வரை பலவிதமான பயன்பாடுகளுக்கு பயனளிக்கும்” என்று ஆராய்ச்சியாளர் ஃபெடெரிகோ கபாசோ கூறினார்.

கபாசோவும் அவரது குழுவினரும் சிறிய கேமராவை உருவாக்கினர், இதனால் ஒரு மெட்டாசர்ஃபேஸைப் பயன்படுத்தி ஒரே ஷாட்டில் துருவமுனைப்பு படங்களைப் பிடிக்க முடியும். துருவமுனைப்பு கேமராவின் கருத்தை எவ்வாறு பொதுமைப்படுத்துவது என்பதை குழு ஆராய்ந்தது.

சிறப்பு துருவமுனைப்பு கேமராவை உருவாக்கிய பிறகு, வழக்கமான இமேஜிங் அமைப்புடன் ஒரு சிறப்பு துருவமுனைப்பு கூறுகளை இணைக்கும் வடிவமைப்பு விதிகள் மற்றும் பரிமாற்றங்களை ஆழமாகப் பார்க்க விரும்பினோம்.

இந்த வடிவமைப்பு விதிகளைக் காட்ட, ஆராய்ச்சியாளர்கள் துருவமுனைப்பு மெட்டாசர்ஃபேஸ்களை ஆஃப்-தி-ஷெல்வ் மெஷின் விஷன் கேமராவின் முன் வைத்து, அவற்றை புறநிலை லென்ஸுடன் இணைத்து, ஒரு சிறிய குழாயின் உள்ளே, வண்ண வடிகட்டி மற்றும் புல நிறுத்தத்தையும் வைத்திருந்தனர். பின்னர், துருவமுனைப்புத் தகவலைப் பெற அவர்கள் கிளிக் செய்ய வேண்டியதெல்லாம் படம் பிடித்தனர்.

நானோபில்லர்கள் துருவமுனைப்பின் அடிப்படையில் ஒளியை நேரடியாகச் செலுத்துகின்றன, இது நான்கு வெவ்வேறு படங்களை உருவாக்குகிறது. ஒவ்வொன்றும் துருவமுனைப்பின் தனித்துவமான அம்சத்தைக் காட்டுகிறது. படங்கள் பின்னர் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு, ஒவ்வொரு பிக்சலிலும் துருவமுனைப்பின் முழு ஸ்னாப்ஷாட்டைக் கொடுக்கும்.

பாதுகாப்பு நோக்கங்களுக்காக வாகனங்கள் அல்லது பயோமெட்ரிக் உணரிகளில் இயந்திர பார்வையை மேம்படுத்த இணைப்பு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

“இந்த மெட்டாசர்ஃபேஸ் இணைப்பு நம்பமுடியாத அளவிற்கு பல்துறை வாய்ந்தது” என்று SEAS-இல் முதுகலை ஆராய்ச்சியாளரும் ஆய்வின் இணை முதல் ஆசிரியருமான பால் செவாலியர் கூறினார். “இது அறை அளவிலான தொலைநோக்கிகள் முதல் சிறிய உளவு கேமராக்கள் வரை பல்வேறு ஒளியியல் அமைப்புகளில் உள்ள கூறு ஆகும். இது துருவமுனைப்பு கேமராக்களுக்கான பயன்பாட்டு இடத்தை விரிவுபடுத்துகிறது.”

References:

• Chen, Z., Xu, Y., Tang, X., Shao, X., Sun, W., & He, X. (2022). Dual stereo-digital image correlation system for simultaneous measurement of overlapped wings with a polarization RGB camera and fluorescent speckle patterns. Optics Express, 30(3), 3345-3357.
• Rubin, N. A., Chevalier, P., Juhl, M., Tamagnone, M., Chipman, R., & Capasso, F. (2022). Imaging polarimetry through metasurface polarization gratings. Optics Express, 30(6), 9389-9412.
• Wolff, L. B., & Andreou, A. G. (1995). Polarization camera sensors. Image and Vision Computing, 13(6), 497-510.
• Wolff, L. B., Mancini, T. A., Pouliquen, P., & Andreou, A. G. (1997). Liquid crystal polarization camera. IEEE transactions on Robotics and Automation, 13(2), 195-203.
• Reginald, N. L., Gopalswamy, N., Yashiro, S., Gong, Q., & Guhathakurta, M. (2017). Replacing the polarizer wheel with a polarization camera to increase the temporal resolution and reduce the overall complexity of a solar coronagraph. Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, 3(1), 014001.