Статья

Высокие технологии Южной Кореи: победа над дисторсией

Наука

Южнокорейским ученым удалось совершить важный шаг в геометрической оптике, разработав простой и лишенный дисторсии широкоугольный объектив – как раз такой, который крайне необходим сегодня.

Высокие технологии древней науки

Новая оптическая система изготовлена из простых в изготовлении оптических элементов и стоит около $100. Широкоугольный объектив разрабатывался специально для использования в системах безопасности, однако может найти и другие области применения.

Новая камера уже появилась на рынке – ее коммерческим распространением занимается компания Nanophotonics. Компания создана специально для распространения новой перспективной технологии руководителем группы ученых, разработавших новую оптическую систему, сотрудником южнокорейского университета Хонам (Honam University) Гин-Иль Кваном (Gyeong-il Kweon).

Широкоугольные и сверхширокоугольные объективы известны давно и широко используются на практике – в частности, в дверных «глазках». Фактически, примером такой системы является любой отражающий свет выпуклый предмет – например, серебряная ложка.

Известен объектив «рыбий глаз», обладающий очень большим полем зрения и использующийся в научных приложениях. Однако сверхширокоугольные системы существенно искажают изображение – например, прямые линии в них становятся кривыми, а также искажают расстояния и пропорции, делая изображения метрически недостоверными.

Это, в свою очередь, затрудняет их применение в системах оперативного контроля и мониторинга. Новый объектив лишен как раз этого недостатка.

В основе решения, предложенного южнокорейскими учеными – использование зеркально-линзовой оптической системы, ключевым элементом которой является коническая зеркальная поверхность. Свет проходит сквозь куполообразную линзу из поликарбоната, представляющую собой внешний корпус системы, затем отражается от конической поверхности и попадает на конечный оптический элемент системы – преломляющую линзу, которая направляет световой поток на светоприемник (видеокамеру).

Дверной глазок DVD-разрешения

Оптическая система позволяет камере обеспечивать высокое качество изображения, сравнимое с качеством DVD или HDTV изображений. Низкий уровень геометрических искажений (дисторсия не превышает 1%) позволяет при необходимости увеличивать нужный фрагмент изображения и «путешествовать» по контролируемому помещению с помощью функции перемещения поля зрения (pan).

Поле зрения камеры достигает 151o (поле зрения человеческого глаза составляет около 46o), вес – 154 г, высота – 105 мм, диаметр – 118 мм, стоимость - $105. Аналогичная микрокамера для специальных приложений стоит $147. Широкоугольные камеры с коррекцией искажений известны и сегодня, однако они сложны в производстве, громоздки и стоят на порядок больше – свыше $1 тыс.