Как стать автором
Обновить

Комментарии 66

> Миниатюрные металинзы (meta-lens)

И что, сканер оптики (используемый военными и безопасниками) перестанет работать при использовании этих линз?
А вот это хороший вопрос… Ответ на него, думаю, неоднозначен. Сканеры построены на отражении, а эти линзы очень эффективно пропускают свет. Скорее всего «засветится» какая-то другая часть оптической системы. С другой стороны, здесь указано, что металинза нормально работает только на определённых длинах волн, а что с другими — не указано (поглощает свет или отражает).
Сканеры построены на поиске блика от линзы, а не просто на отражении. Т.е. на том факте, что линза часть света всегда отправит в сторону источника света. Данные линзы этого эффекта лишены, так что, по идее, сканер его засечь не сможет. Для сканера такая линза будет неотличима от любой плоской (возможно блестящей) поверхности.

Свет других длин волн, судя по всему рассеивается (правильная интерференционная картина не может сформироваться), что приводит к увеличению засветки для наблюдателя. Так что логично такую линзу ставить за светофильтром.
Ну а блик — это не отражение от внутренней оптической поверхности?
Данные линзы этого эффекта лишены

Такого я в статье не увидел, поэтому и не стал говорить так прямо. У вас откуда инфа? Вот что написано в статье:
Это значит, что при прохождении через металинзу теряется всего 1% светового потока.

Теряется — это и отражение, и поглощение. Конкретики нет.

Основной посыл моего сообщения был таков: в статье мало информации для ответа на вопрос про сканеры оптики.
сдается мне, что законы оптики никто не менял так что мета-линза или будет бликовать точно так же, или не будет работать как обычная линза.
Обычная линза имеет выпуклую поверхность из-за чего может отражать лучи в сторону источника расположенного относительно ее оси на довольно большой угол. Указанные в статье линзы, плоские, и, вероятно, будут отражать свет как зеркало, и, вероятно возвращать на источник только расположенный перпендикулярно ей.
все что я написал мне кажется из-за того что эта выпуклая поверхность причина оптических свойств.
Сканер основан на эффекте светоотражения. Свет проходит через оптическую систему, отражается от матричного приемника и возвращается под тем же углом. Если структура линза по направлению оптической оси однородна — засекут. Если нет — затруднительно сказать.
Системы обнаружения оптических устройств используют отблеск от устройства регистрации — сетчатки глаза или матрицы видео-фотокамеры. Эффект кошачьего глаза, если кратко.
Более того, сетчатки/матрицы в фокусе оптического прибора. Что там за оптика — без разницы. Поэтому военный сканер будет работать как прежде.
налепить дихроичный фильтр отражающий ик в ловушку, и всё — военный сканер в обломе.
Хм. А ведь походу можно уже с умеренным оптимизмом ожидать прорыва в удешевлении ИК/УФ оптики…
Скорее пока только ИК как я понял. УФ пока не накрыли.
Оптику DSLR в таком виде, по крайней мере, они не заменят. Количество света, бокэ… это всё зависит от размеров линзы. Но вот если по такой технологии смогут делать большие линзы с малой массой — то да. Однако, на сколько я помню, убийц больших и тяжелых линз было уже как минимум несколько, и пока о них ничего больше не слышно.
Если снимать в 3D то абсолютно любой бокэ можно эмулировать программно. Примерно как это делает Lytro.
Голливудские студии программно создают любой бокэ в CGI же.
> Примерно как это делает Lytro

Вот, кмк, совсем неудачный пример. Периодически они создают информационный шум, но где success-story? Кто-то пользуется этими камерами?
Речь не про Lytro, а про то что снимая стерео картинку и имея карту глубины, можно воссоздать абсолютно любое бокэ, как это делают в голливуде.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Даже в After Effects достаточно — https://www.youtube.com/watch?v=EkvpUTFXxFY.Да, в этом плагине нельзя выбрать слишком уж разные типы боке, но уверен и такие плагины тоже существуют.
Это всё таки проще, чем 3d reconstruction from stereo по карте глубины.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
"… Количество света, бокэ… "
«Это значит, что при прохождении через металинзу теряется всего 1% светового потока.»
А боке, думаю, в скором времени станет таки программным.
Почему не заменят? T-стопы станут ближе к F-стопам. Картика вне ГРИП в любом случае уникальна для каждого объектива, да и само явление боке никуда не денется.
> на сколько я помню, убийц больших и тяжелых линз было уже как минимум несколько, и пока о них ничего больше не слышно.
Ну почему не слышно? Просто используются они в весьма дорогих объективах. Кэнон, например, использует линзу Френеля и массогабаритные показатели телеобъективов заметно приятнее стали.
Для бытового уровня и сейчас многие смартфоны неплохо справляются, для просмотра на мониторе или печати демократичного формата 10х15 их хватает за глаза. Вот только портрет смартфону недоступен — законы оптики обойти нельзя.
Просветление стекла это меньшая из проблем, которая существует в оптике, проще сделать более чувствительную матрицу. Куда сложнее избавить от искажений, добиться хорошего разрешения стекла. Боюсь, что «Лента» и та лучше заголовки пишет.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
У металинз, представляющих собой плоские кварцевые пластины, на поверхности которых сформированы упорядоченные особым образом структуры из диоксида титана, отрицательный эффект, связанный с хроматическими аберрациями отсутствует по определению

Смелое заявление. Дословно «старые название-предмета сложны и дороги, новые мета-название-предмета дешевы и не имеют недостатков по определению». Хочу такое определение для всего, что видим вокруг! Хочу мета-автомобиль, которые не ломается и не тратит ни бензина, ни масла, ни чего-то еще. Хочу мета-еду, которая не вредна, полезна, насыщает, и бесплатна. А что, это же «по определению»!

А в жизни мы сталкиваемся с грубым реальным миром. Если мы изменяет поведение фотонов микрогребнями хоть из титана, хоть из золота, мы должны беспокоиться за сохранность гребней (в мобильниках-то, ну-ну!), а также за то, что гребни, как объекты физические, внезапно конечны числом и не дадут идеальную картинку просто потому, что их категорически маловато по сравнению с числом «точек изображения» (на самом деле, числом пролетающих фотонов).

Ладно, это же сообщение от DronkRU, чему тут удивляться — перевели что нашли и как сумели.
Очевидно, автор имел в виду, что для отражающих поверхностей, в отличие от преломляющих, хроматическая аберрация равна нулю, а эти «металинзы» работают только на отражение. Удивляться действительно нечему
Отражающая поверхность, используемая в оптической системе не имеет хроматических аберраций, но в полной мере обладает сферическими.
Наиболее наглядно эффект проявляется в оптической астрономии.
Линзы работают на просвечивание (transmissive lens), в оригинале статьи про это написано
Но ведь, как я понимаю, качество изображения DSLR камер определяется еще большим физическим размером матрицы. Который и ведет к появлению немаленьких объективов. Плюс объектив с большими линзами обладает большей светосилой, и никакие мета-линзы не позволят сделать его меньше. Тоньше, легче — да, но уменьшение диаметра приведет к уменьшению светосилы.
Можно сделать матрицу во всю ширину смартфона и линзу такую же, потому что объектив будет плоский и очень тонкий.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
И вот падение смартфона уничтожает не только экран)
Совершенно верно, качество съемки зависит при прочих равных от размера светочуствительной ячейки (пикселя). Чем больше фотонов способен собрать пиксель за момент времени — тем точнее и достовернее будет полученная им информация. В случае малых размеров пикселей получаем больший коэффициент усиления, он же ISO (грубо говоря, множитель пикселей до уровня пригодного для обработки), поэтому случайно залетевший мимо фотон даст большее искажение изображения (видимый «шум»)

Более того, именно большой площадью сенсора и необходимостью подать на него максимальное количество света и обусловлены размеры профессиональной оптики, а качество и материал изготовления стекол влияют на цену.

Отвечу сразу и на коммент loly_girl: не выйдет. В статье указано что весь массив рассчитан на фокусировку в одной точке, следовательно, нужно будет делать либо маленькую матрицу либо очень толстый смартфон, при этом в виде полусферы вогнутой со стороны объектива. В случае 2х камер, получим шарообразный смартфон (в вакууме). Про смену фокусного расстояния (зум) можно сразу же забыть, подозреваю, что и про диафрагму тоже.

Итого на выходе имеем маркетинговую чушь с целью громкими словами выбить гранты на распил/допиливание технологии до минимально приемлемого уровня, а в итоге получим еще один Lytro
> уменьшение диаметра приведет к уменьшению светосилы.
Следует учитывать, что в смартфонах очень маленькое фокусное расстояние у оптики. Фокусное расстояние — вторая составляющая, определяющая светосилу объектива.
>> Другими словами, цену линзы ТОП-уровня в $5000 удастся снизить до потенциально исчезающих S5 долларов

Промт переводы уже не новость. Но вот кривые сканы для промь переводов это уже нечно!

*S5 != 55 и уж тем более не 5 в случае 3х порядков:-)
Mohammadreza Khorasaninejad, first author on the study, told Popular Science: «We wanted to replace bulky optics,»… «We can reduce the cost to 2 or 3 orders of magnitude.» This could drop the price of top-tier lenses from $5000 to potentially $5 dollars per lens. (http://www.popsci.com/tiny-new-lens-can-make-an-image-as-sharper-than-best-camera-lens )
$5 dollars
S5 долларов
В случае трёх порядков как раз 5 и выходит )
асферика же! ведь с такой конструкцией линзы можно эмулировать кривизну поверхности как пожелаешь.
Остается вопрос ограничений, на сколько коротким может быть фокусное расстояние такой линзы? Производители шлемов VR будут довольны, значительное повышение видимой области без аберраций и увеличения массы шлема…
> Миниатюрные металинзы… могут применяться… и телескопов. Размер металинзы — порядка 2 мм в диаметре

Ура! Теперь не надо строить 40-метровый телескоп, достаточно двухмиллиметровой линзы! Вот это я понимаю — не ждать милостей от природы, а взять их у неё!

> отрицательный эффект, связанный с хроматическими аберрациями отсутствует по определению.
> демонстрирующих отличные рабочие характеристики в диапазонах 405, 532 и 660 нанометров

Ну-ну.
Дронк.ру такой дронк.ру =). В оригинале речь идет, разумеется, о сферических аберрациях: металинза устраняет именно их. Хроматические — следующая задача, очень и очень непростая.
А откуда взяться хроматизму, если каждая такая линза работает только для конкретной длины волны?
" Другими словами, цену линзы ТОП-уровня в $5000 удастся снизить до потенциально исчезающих S5 долларов, сохранив при этом все ее возможности. "

По подаче материала, какой-то очередной bullshit. Возможности «стеклянных» объективов складываются из конкретных оптических схем, как именно будет снижаться стоимость линзы или объектива, как будет работать эта оптика? Непонятно.

И не надо забывать про субъективную художественню составляющую, у каждого, кто камеру держит регулярно, есть свои любимые и не очень линзы, есть ощущение «рисунка» объектива. Не всё решают мегапиксели и количество линий на дюйм.
Толстую тяжёлую стеклянную линзу с меньшим коэффициентом пропускания света заменит тонкая лёгкая линза из композитного материала с большим коэффициентом пропускания света.

Технически всё выглядит хорошо. Будет ли такой объектив обладать тёплым ламповым рисунком — вопрос.
Как раз таки теплым ламповым тяжелым стеклянным он не будет. А вот с рисунком вопрос открыт, как и с судьбой идеи в целом
Металинзы — это прекрасно. Но, уважаемый автор — зачем столько желтизны в тексте? DSLR (что вообще-то означает однообъективную цифрозеркалку, а не всю ту технику, что используется профи) состоят не только из оптики, а ещё из матрицы, батарейки, электроники и прочего.

Уже очень давно существуют компактные объективы, но они не привели к созданию столь же компактных тушек.
камера обскура — самый эффективный в плане светопроницаемости оптический интерфейс.
уменьшенная в сотни раз площадь линзы соответственно во столько же раз уменьшает детализацию, также у такой линзы светосила будет как у хлебушка (как у фронтальных камер на дешманских смартах — там такие же по размеру стоят), что поставит крест на малых выдержках.
а вот огромную линзу сделать потоньше — вариант. но здесь открытий была пачка (та же линза френеля — древнее изобретение) но не выстрелили.
со светосилой проблем в маленьких камерах как раз таки не так много, так как светосилу определяет не площадь линзы, но отношение площади (диаметра, если точнее) к фокусному расстоянию (которое там такое же мелкое, как и размеры линзы)
Пожалуй, стоит прокомментировать оригинальную работу, потому что после такого «перевода» от изначального смысла мало что осталось. Прежде всего, основное предназначение — не фототехника, а микроскопия. Здесь у металинз есть два преимущества:

1. Нет сферической аберрации. Метаматериалы — это структуры с характерными размерами меньше длины волны, поэтому они могут очень точно обращаться с волновым фронтом и его фазой.

2. Числовая апертура, то есть то, какой процент света от препарата войдет в объектив. Упрощая, чем ближе можно приблизить объектив к препарату, тем больше света он соберет. Металинза дает апертуру 0.8, что оочень неплохо — обычный объектив с такой апертурой стоит… дорого он стоит, в общем.

При этом объектив получается маленьким (не нужно городить десять линз для компенсации аберраций), плоским и может давать хорошее увеличение (у них вроде было 170х). Минусы — эффективность (< 86%) и хроматическая аберрация. Строго говоря, это даже не аберрация, а полная неспособность работать при других цветах, что довольно типично для метаматериалов.

Ну и картинки.

Масштаб (белая черта) — 5 микрон.
Немного дополню:
оригинал статьи
Шаг вперед огромный, но жёсткая одноцветность и низкое светопропускание (рис 1F) пока не дадут собирать продажные объективы. Да и насчёт заборотых сферических абераций они, имхо, не совсем честны (рис 2 и рис 3В), особенно в свете контроля качества. Больше всего меня настораживает, можно ли будет использовать формулы из классической геометрической или волновой оптики с такой линзой — на рис 1G картинка похожа не на дифракцию на круглой апертуре, а на дифракцию на квадратной, но не совсем
А мне эта
жёсткая одноцветность

даже нравится! Ведь используя эти фильтры можно заняться простейшей идентификацией объектов. Жаль только, что этих полос пропускания так мало. Вот бы хотя б с десяток!
Хотя, может и так сработает для сортировки ягод или определения цвета проезжающих авто (как дополнительная проверка).
Для этого достаточно светофильтра, хоть из цветного стекла. А если мы хотим смотреть многоцветный объект, то нам придётся менять не светофильтры, а объективы, что сильно дороже и часто вызывает сбивку фокуса. Плюс такая проблема поставит крест на флуоресцентной микроскопии из-за сдвига Стокса (возбуждаем синим, флуоресценция зелёная, если упрощённо).

Использование метаматериалов не даст нам однолинзовый объектив, но даст возможность заменить дуплеты илли триплеты однойлинзой. Кстати, интересны характеристики этой линзы в зависимости от ориентации, в теории у симметричной линзы из метаматериала могут быть разные фокусные расстояния.
Взять три линзы (RGB) и сфокусировать в одну точку
И свести борьбу с абберациями на нет. Напомню, что у систем с тремя матрицами куча проблем. Иначе от них не отказались бы в свое в пользу одноматричных.
Ну раз не фото техника, а микроскопия, тогда оптика Carl Zeiss может немного по спокойнее себя чувствовать
Цифровое изображение формируется на матрице за счет заряда (регистрации) от фотонов, чем меньше линза (объектив) — тем меньше фотонов. Чем меньше фотонов — тем больше шума за счет «худшей» статистики. Исправить данный недостаток можно только большей выдержкой, что тоже не всегда возможно. Поэтому конкуренции большим линзам (и большой оптике) они не сделают, только если сами станут большими.
Если у нас уже есть металинзы в трёх частотных диапазонах соответствующих синему зелёному и красному, то в первом приближении мы получаем дешёвую и малогабаритную реализацию 3CCD, которая сейчас используется в профессиональных телекамерах?

И в будущем возможность гнаться в телефонах не за количеством мегапикселей, а за количеством и частотным разнообразием разноцветных матриц с металинзами?

Ну и заодно многоглазых роботов из фантастики.
Дополню qbertych.
Металинза это фактически — если перенести её в макромир, переизлучающая антенна радиоволн. Только в данном случае в качестве радиоволн свет, потому и размеры антенн на микроуровне. Антенны настроены в резонанс на строго определенную длину волны, поэтому чтобы захватить весь видимый диапазон необходим массив антенн (микролинз) с резонансом во всём множестве частот видимого света. Что ой как непросто.
А нужен ли резонанс во всём множестве, если фотодиоды сейчас в основном в матрицах трёх или четырёх цветные?
Фотодиоды не распознают цвет, только уровень облучения. Матрица накрыта микролинзами со светофильтрами. И да, нужен весь спектр, иначе будут цветовые искажения
Да, понял. Если у светофильтра микролинзы спектр шире, нужно будет больше разных металинз для покрытия такого же диапазона.
Почему-то на ум приходят параболические зеркала и дырки в бумаге.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.