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3D 이미지를 찍는 렌즈 없는 카메라



(The lensless DiffuserCam consists of a diffuser placed in front of a sensor (bumpson the diffuser are exaggerated for illustration). The system turns a 3-D scene into a 2-D image on the sensor. After a one-time calibration, an algorithm is used to reconstruct 3-D images computationally. The result is a 3-D image reconstructed from a single 2-D measurement. Credit: Laura Waller, University of California, Berkeley)

(The researchers used the DiffuserCam to reconstruct the 3-D structure of leaves from a small plant. They plan to use the new camera to watch neurons fire in living mice without using a microscope. Credit: Laura Waller, University of California, Berkeley)


 카메라에서 렌즈의 중요성은 두말할 필요도 없는 것이지만, 사실 렌즈가 없는 카메라도 존재합니다. 렌즈 대신 구멍만 있는 핀홀 카메라는 쉽게 만들 수 있어 스스로 만들 거나 혹은 간단한 조립 키트로 만들 수 있습니다. 보통은 핀홀 카메라만의 독특한 느낌 때문에 사용하지만, 최근 과학자들은 이를 이용해서 초박막 카메라를 만들기 위한 연구를 진행 중입니다. 렌즈가 없으면 더 얇은 카메라가 가능하기 때문입니다. 





 캘리포니아 대학의 연구자들은 DiffuserCam이라는 얇은 무렌즈 카메라를 개발하고 있습니다. 독특한 점은 바로 3D 이미지를 얻는다는 점입니다. 디퓨저캠은 130만 화소의 이미지를 1억개의 복셀(Voxel)로 재구성한 후 이를 3차원 이미지로 복원하는 것입니다. (위의 사진 참조) 


 물론 한쪽 면만 보기 때문에 완전한 3차원 이미지는 아니지만, 그래도 상당히 비슷한 이미지를 얻을 수 있다는 점은 큰 장점입니다. 이를 이용하면 얇고 작은 카메라를 이용해서 입체감 있는 사진을 찍을 수 있게 될 것입니다. 


 과연 렌즈가 없는 초박막 카메라가 상용화가 될 수 있을지 궁금합니다. 


 참고 


N. Antipa, G. Kuo, R. Heckel, B. Mildenhall, E. Bostan, R. Ng, L. Waller, "DiffuserCam: Lensless Single-Exposure 3D Imaging," Optica, Volume 5, Issue 1, 1-9 (2017). 
DOI: 10.1364/OPTICA.5.000001 

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