У каждой камеры, которую вы используете в своей жизни, у фотоаппарата, у видеокамеры и у камеры мобильного телефона имеется линза, которая фокусирует поток падающего света на поверхности светочувствительного датчика. Но, вполне вероятно, что камеры в будущем не будут нуждаться ни в каких линзах вообще, а опытный образец такой безлинзовой камеры, созданный исследователями из лаборатории Bell Labs, демонстрирует, что такая технология может быть реализована достаточно просто и без использования дорогостоящих компонентов.

Согласно имеющейся информации, камера Bell Labs работает с помощью необычного метода синтеза изображения, который называется методом всестороннего считывания (comprehensive sensing).

Основой этого метода лежит утверждение, что набор данных, полученных в результате одинаковых множественных измерений, содержит большое количество перекрывающейся избыточной информации. В теории, для достижения качественного результата требуется существенно меньшее количество измерений, данные которых должны быть обработаны более глубоко и эффективно.

Вышеописанное теоретическое предположение было реализовано в виде опытного образца камеры, которая состоит из двух основных частей, собирающей диафрагмы (assembly aperture) и одного светочувствительного датчика. Собирающая диафрагма в данном случае представляет собой жидкокристаллическую матрицу, которая позволяет попадать в каждый момент времени на датчик свету, приходящему строго из определенной точки пространства. А датчик – это полупроводниковый чип, имеющий только один цветной пиксел.

Для того, чтобы получить результирующий снимок камера за счет сканирования с помощью собирающей диафрагмы осуществляет запись измеренных значений интенсивности и цветовых составляющих света. Дальнейшая математическая обработка позволяет выявить значения корреляции между различными данными, что используется в дальнейшем для воссоздания цветного изображения вполне приемлемого качества.

Естественно, что такой процесс съемки занимает больше времени, чем привычное нам время съемки любой фотокамерой, ведь диафрагме безлинзовой камеры вместо одного «щелчка» требуется сделать их тысячи и сотни тысяч. Последующая математическая обработка и синтез изображения также требует значительного времени. Но, несмотря на такие недостатки, подход Bell Labs чрезвычайно эффективен, когда дело касается количества компонентов, материалов и стоимости. Камера, не имеющая механических узлов, оптики и датчик которой имеет один единственный пиксел, может быть невероятно дешевой.

К сожалению, реализовать на практике малогабаритную камеру, работающую на вышеописанных принципах и способную делать высококачественные изображения, которые могут конкурировать с изображениями, снятыми современными цифровыми камерами, получится еще не скоро.

В настоящее время еще не существует требующихся для этого технологий производства жидкокристаллических панелей, которые можно использовать в качестве собирающей диафрагмы, ни процессоров, вычислительная мощность которых позволит быстро «переварить» такой поток данных, производя при этом сложнейшую математическую обработку.