石墨烯光探測器用于新型3D相機

　　目前3D電影靠的是多臺攝像機來(lái)重建每一層框架，但是新的3D相機自己就可以獨立完成這一項工作。3D相機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(huì )是另外一項難題。

　　從攝像技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，3D影像可以讓人在拍攝后來(lái)測量景深。結合顯微鏡一起使用時(shí)，3D相機可以對細胞和組織進(jìn)行成像，這可以應用在醫學(xué)文化、組織檢查還有其他一些基礎研究領(lǐng)域。3D錄像還可以給予機器人深度知覺(jué)，這可以應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(shuō)：“當光到達相機里面的探頭的時(shí)候，可能是從各個(gè)方向上照射的，這種空間信息可以用來(lái)重建3D影像。”

　　他還補充道：“一般來(lái)說(shuō)，空間信息是被丟失掉的，因為探頭只探測光的強度。這就是為什么我們用傳統的方法來(lái)進(jìn)行3D成像需要多部設備多重拍攝。”

　　通常，3D相機主要是依靠在主棱鏡將光線(xiàn)聚焦后，再通過(guò)一套微透鏡陣列來(lái)轉移。這套微透鏡陣列本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是分解圖像，然后恢復光線(xiàn)的位置方向信息，然后相機軟件通過(guò)景深信息來(lái)重建這幅圖像。

　　然而，Zhong和他的同事Theodore Norris和Jeffrey Fessler教授并沒(méi)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(lái)記錄光線(xiàn)的信息。

　　Norris說(shuō)：“微透鏡方法需要在分辨率和重現景深能力兩個(gè)方面追求一個(gè)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。”

　　研究者認為：這種方法很有效，因為對于相機內部棱鏡，不同方向的物體的焦點(diǎn)是不一樣的，在理想對焦情況下，物體最為清晰明亮。根據這個(gè)法則，采用計算機來(lái)重建畫(huà)面就變得簡(jiǎn)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(jiǎn)單，可是制作這些透明光探測器卻是一個(gè)不小的挑戰。比如說(shuō)，探測器需要吸收盡可能多的光線(xiàn)，以收集最為詳細的圖像信息。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光透過(guò)的材料。

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

　　目前，Zhong的研究團隊正在考慮從單反級別的相機開(kāi)始應用他們的成果，但是Norris覺(jué)得或許應該壓縮3D相機，使其能夠嵌入到智能手機中去。