Wissenschaft: Bifokale Kamera mit Tiefenschärfe von 3 cm bis 1,7 km entwickelt
Forschern ist es gelungen eine bifokale Kamera zu entwickeln, die in auch bei großen Objekt-Distanzen noch scharfe Bilder aufnehmen kann. Dazu werden bifokale Linsen eingesetzt, die einfallendes Licht auf zwei Schärfeebenen projizieren.
Ebenso wie menschliche Augen haben auch Kameras mit Problemen zu kämpfen. Eines davon ist die Tiefenschärfe: Normalerweise kann immer nur eine Distanz wirklich scharfgestellt werden. Objekte, die näher oder weiter entfernt sind, werden zunehmend unscharf dargestellt. Im Wissenschaftsmagazin Nature wurde nun eine bifokale Kamera vorgestellt, die dieses Problem weitgehend umgehen soll.
Zwei Schärfe-Ebenen
Angeblich ist es den Forschern gelungen, eine bifokale Linse zu entwickeln, die gleichzeitig zwei unterschiedliche Distanzen scharfstellen kann. Als Vorbild für die Konstruktion diente dabei die inzwischen ausgestorbene Trilobite Dalmanitina socialis, die über genaue diese Fähigkeit verfügte. So konnte sie gleichzeitig Nahrung in der Nähe und Fressfeinde in der Distanz erkennen.
Um diese Fähigkeit nachzubilden, setzten die Forscher auf zahlreiche eingeätzte Linsen. Diese können einfallende Lichtstrahlen je nach ihrer Polarisation unterschiedlich brechen. Dadurch wird links polarisiertes Licht auf eine andere Schärfeebene abgebildet als rechts polarisiertes Licht. Am Ende entsteht somit ein Bild, das gleichzeitig bei 3 cm und bei 1,7 km Distanz scharf ist.
Quelle: Nature
Die mit der Kamera gemachten Bilder werden mittels Deep Learning zu einem durchgehend scharfen Gesamtbild zusammengesetzt.
Ebenso interessant: Superconducting Computing: Forscher entdecken Supraleiter, der Strom nur in eine Richtung leitet
Auch lesenswert: Amazon Gaming Week: Grafikkarten, Monitore, Spiele uvm. - nicht verpassen
Um auch den Bereich dazwischen scharf abzubilden, wird ein neuronales Netz eingesetzt. Dieses kann offenbar auch für die dazwischenliegenden Distanzen scharfe Bilder errechnen, sodass die entwickelte Kamera mit ihrer bifokalen Linse Bilder mit einer gewaltigen Schärfentiefe erzeugen kann. Mögliche Einsatzzwecke für solche Aufnahmen soll es dabei viele geben: Die Forscher sprechen in ihrer Arbeit beispielsweise von der Mikroskopie, der maschinellen Bilderkennung und auch klassischer Fotografie.
