தமிழ் உலக நண்பர்களுக்கு வணக்கம்…

பரந்த இப்பிரபஞ்சத்தின் ஒளிவடிவக் காட்சிகளை பதிவு செய்ய நாம் பல வழிகளை கையாளுகிறோம். அதில் ஒரு வழி தான், ஒளிப்படக்கருவி மூலம் ஒளிப்படமாக பதிவு செய்தல். நாமறிந்த வரலாற்றின்படி, 1800 – களில், முதல் ஒளிப்படக்கருவி கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து இன்று வரை, பல கட்டமாக முன்னேற்றம் கண்டுள்ளது.

இன்று நாம் காணப்போகும் கண்டுபிடிப்பானது தற்போதைய ஒளிப்படக்கருவியின் கட்டமைப்பையே மாற்றக்கூடியது ஆகும். இது ஒளிப்படக்கருவி வரலாற்றில் ஒரு புதிய அனுகுமுறை. அதுதான், உலகின் ஆடியில்லா மிகமெல்லிய ஒளிப்படக்கருவி… Optical Phased Array Camera (OPA Camera).

Hajimiri Lensless chip on penny CROP1600
Lensless chip on penny coin

இக்கருவியின் சிறப்பியல்புகள் :

  • முதலாவதாக இதில் எந்தவொரு ஆடிகளும் இல்லை (Lens-less),
  • இது “ஒளியியல் கட்ட அணி (Optical Phased Array)” என்ற தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில் செயல்படுவதால் இதற்கு ஒரு பொருளை மட்டும், ஒளி உணரியில் குவிக்க ஆடிகள் ஏதும் தேவையில்லை,
  • ஆடிகள் ஏதும் இல்லாததால் பரந்த பார்வையை உடையது (Wide Angel),
  • இந்த Optical Phased Array Camera -ல் ஆடிகள் இல்லையாததால் சில மைக்ரான் தடிமனே உடையது. மிகவும் மெல்லியது (very thin), எடையும் குறைவானது (less weight),
  • இதன் படப்பிடிப்பு வேகம் Femtosecond அளவுக்கு துள்ளியமானது மற்றும் வேகமானது. (ஒரு Femtosecond என்பது ஒரு நொடியை 1,000,000,000,000,000 என்ற எண்ணால் வகுத்தால் வரும் நேரம். 1 Femtosecond = 1/1015 second),
  • மேலும், நாம் விரும்பினால் இதன்மூலம் Giga Pixels அளவில் கூட படங்களை எடுக்க முடியும்…

என பட்டியல் நீண்டுகொண்டே செல்கிறது. எஞ்சியவற்றை இறுதியாக ‘பயன்பாடு’ பகுதியில் காணலாம்.

கண்டுபிடிப்பாளர்கள் :

ali-hajimiri-original
Ali Hajimiri

 

California Institute of Technology – ஐ சேர்ந்த Ali Hajimiri தலைமையிலான ஆய்வு மாணவர்கள் இதனை வடிவமைத்துள்ளனர். Ali Hajimiri என்பவர் Caltech – ன் மின்பொறியியல் மற்றும் மருத்துவ பொறியியல் பிரிவு பேராசிரியர் ஆவார்.

இக்துழுவானது கடந்த ஆண்டு இத்தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் ‘ஒரு பரிமாண ஒளிப்படக்கருவியை‘ வடிவமைத்தனர். இப்போது, இவர்கள் இத்தொழில்நுட்பத்தைக்கொண்டு ‘இரு பரிமாண ஒளிப்படக்கருவியை‘ வடிவமைத்துவிட்டனர்.

வடிவமைப்பு :

opa_design

இந்த OPA Camera   8×8 என 64  ஒளி ஏற்பிகளுடன் (light Receivers) வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன், பரிமாணம் 1 mm × 1.6 mm . இதன், தடிமன் சில மைக்ரான்கள்.

செயல்பாடு :

இயல்பாக, நாம் தற்போது பயன்படுத்தும் ஒளிப்படக்கருவியின் செயல்பட்டுகள் கீழே ;

 

  1. ஒளியானது ஒளிமூலத்திலிருந்து பொருளை அடைகிறது.
  2.  பொருளில் பட்ட ஒளி அந்த பொருளின் தன்மைகளுடன் ஒளிப்படக்கருவியை நோக்கி செல்கிறது.
  3.  ஒளிப்படக்கருவிக்கு நேராக உள்ள பொருளிலிருந்து எதிரொலித்து வரும் ஒளியானது ஒளிப்படக்கருவியின் ஆடியை அடைகிறது.
  4.  ஆடியானது வருகின்ற ஒளியின் பாதையை வளைத்து ஒரு புள்ளியியல் குவிக்கிறது.
  5.  அந்த குவிய இடத்தில், பழைய கருவிகளில் film இருக்கும். தற்கால, Digital Camera – களில் ஒளி உணரி (Image Sensor) இருக்கும். இவை, வருகிற ஒளியை உணர்ந்து படமாக்கும் செயல்முறைக்கு அனுப்பும்.

OPA Camera செயல்படும் முறை கீழே ;

மேல் உள்ள முதல் இரு படிகள் இங்கும் பொருந்தும்.

Hajimiri Lensless chip on penny CROP1600
Lensless chip on penny coin

3.  இங்கு, ஆடி மற்றும் ஒளி உணரி ஆகிய இரண்டின் வேலையை நமது Optical Phased Array system (OPA System) செய்கிறது.
4.  இங்கு, ஆடிகள் இல்லாததால் ஒளிப்படக்கருவிக்கு நேராக மட்டுமல்லாமல் ஒரு பரந்த பரப்பிலிருந்து பல ஒளிக்கற்றைகள் கருவியை வந்தடையும். இதனால், இது Wide Angel பண்பை பெறுகிறது.
5.  ஆனால், நாம் பெற்ற இப்பரந்த பரப்பில் உள்ள ஒரு பொருளை மட்டும் சரியாக குவிக்க (focus செய்ய) OPA – ல் உள்ள ஏற்பிகள் (light Receiver antennas) ஒளியை ஏற்கும் கால அளவை மாற்றுவதன் மூலம் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் உள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளை மட்டும் தெளிவாக குவிக்கவோ அல்லது வேண்டிய அளவு உருப்பெருக்கவோ (zooming) முடியும். இதன், நேர மாற்றத்தை Femto-second அளவுக்கு துள்ளியமா கட்டுப்படுத்தலாம்.
6.  பிறகு, கிடைத்த ஒளி குறித்த சமிக்ஞைகள் படமாக்கும் செயல்முறைக்கு அனுப்பப்படும்.

மேலும், இதில் காணப்படும் ஒளி ஏற்பிகள் film – ல் உள்ள செல்லுலாய்டு போன்றோ அல்லது Image sensor போன்றோ கண்ணுரு ஒளிக்கு மட்டும் செயல்படுவதில்லை. மாறாக, இவை மின்காந்த அலைகளை ஏற்கும் antenna – க்கள். எனவே, இவற்றால் ஏழு நிறங்களுக்கும் கூடுதலாக புற ஊதா கதிர், அகச்சிவப்பு கதிர் என பல மின்காந்த நிறமாலையின் அலைகளையும் கையாள முடியும்….!

Ali Hajimiri தலைமையிலான இக்குழு “OPA Camera” குறித்த தாட்களை “An 8×8 heterodyne lens-less OPA Camera” என்ற தலைப்பில் Optical Society of America (OSA) – ன் “Conference on Laser and Electro – Optics (CLEO)” என்ற மாநாட்டில் மார்ச், 2017 அன்று வெளியிட்டனர்.

தற்போது முன்னோட்டமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ள இந்த  8×8  OPA Camera – வில் வெறும் 64 ஒளி ஏற்பிகளே உள்ளன. எனவே, இதன் மூலம் பெறப்படும் படங்கள் அவ்வளவு தெளிவாக இல்லை. ஆனால், இத்தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்தி படங்களை எடுக்க முடியும் என்ற கருத்தியலை இந்த ஆய்வு, நடைமுறையில் சாத்தியமே என நிரூபித்துள்ளது. இனி, எவ்வளவுக்கெவ்வளவு அதிக Optical Phased Array – களை பயன்படுத்துகிறோம் என்பதை பொருத்து இதன் தரத்தை உயர்த்த முடியும். இக்கருவியின் சோதனையின் போது எடுக்கப்பட்ட சில படங்கள் கீழே…

Lensless+TargetImage

அடுத்ததாக இக்குழு, இக்கருவியின் தரத்தை படிப்படியாக உயர்ந்தி தெளிவான படங்களை எடுக்கக்கூடியதாக வடிவமைக்கும் ஆய்வை தொடரவுள்ளனர்.

பயன்பாடு :

கையடக்க திறன்பேசிகள் :

  • தற்போது மிகவும் மெலிந்துவிட்ட நமது திறன்பேசிகளை (smartphones) மேலும் மெலியவைக்க இந்த ஒளிப்படக்கருவியின் பங்கும் முக்கியமானதாக கருதலாம்.
  • கைபேசி ஒளிப்படக்கருவியை, படமெடுக்க விரும்பும் பெருளுக்கு நேராக காட்டாமலேயே பரந்த பார்வையை பயன்படுத்தி படங்களை துள்ளியமாக எடுக்கக்கூடும்.

பொது பயன்பாடு :

சுவரொட்டி ஒளிப்படக்கருவி (Wallpaper Camera) :

  • பொது இடங்களிலோ, வீட்டிலோ, பல்பொருள் அங்காடிக்களிலோ அல்லது வேறு சில மக்கள் கூடும் இடங்களிலோ கண்காணிப்பு கருவியாக இவற்றை பயன்படுத்த முடியும். இவற்றை எவ்வளவு பெரிய நீள அகலத்தில் வேண்டுமானாலும் மிக மெல்லிய தடிமனுடன் செய்யமுடியுமாதலால், ஒரு சுவரொட்டி போலவோ அல்லது அலங்கார ஒட்டிகள் போலவோ கட்டிடங்களில் சுவர்களில் ஒட்டியே மாட்டியோ பன்படுத்தலாம்.
  • இவை, மிக பரந்த பார்வையையும் மிகச்சிறந்த உருப்பெருக்கத்தையும் தரவல்லதாதலால் காவல் துறையின் துப்பறிவுக்கு மிகவும் உதவியாக இருக்கலாம்.
  • இக்கருவி மூலம் அகச்சிவப்பு கதிர்களையும் காணமுடிவதால் மீட்பு பணிகளின்போது இடிபாடுகளுக்கு இடையில் சிக்கியவர்களை அவர்களின் உடல் வெப்பத்தை பயன்படுத்தி கண்டுபிடித்து காப்பாற்ற இயலும்.

அறிவியல் பயன்பாடு :

நிலத்திலோ வானிலோ புதிய வகை தொலைநோக்கிகளை உருவாக்கலாம்.

இவை எடை குறைவாகவும், சுருட்டி எங்கும் எடுத்துச்செல்ல முடிவதாகவும் உள்ளதால், இவற்றை சுலபமாக விண்வெளிக்கு கொண்டு செல்லலாம். அங்கு பொறுமையாக இக்கருவியை விரித்து வின்னில் மிகப்பெரிய தொலைநோக்கிகளை கூட உருவாக்கலாம். இவை, மின்காந்த நிறமாலையின் நூற்றுக்கணக்கான கதிர்களையும் உணரும் திறனுடையது. எனவே, இதுவரை நாம் காணாத வழியில் விண்வெளியை ஆராயலாம்….!

வணிக பயன்பாடு :

பழைய film கருவிகளைவிட Digital கருவிகள் தரமானதாகவும் விலை மலிவாக கிடைத்ததைப்போல OPA Camera – க்களும் மலிவானதாகவும் தரமானதாகவும் அமையலாம்.

குறைகள் :

♦ இது இருபுறமும் கூர்மை உடைய கத்தி போன்றது. இதை, எந்த அளவுக்கு நல்வழியில் பயன்படுத்த முடியுமோ அதைவிட தீய வழியில் பயன்படுத்துவதற்கான வாய்புகளும் உள்ளன.

♦ இதன்மூலம் தனிமனித சுதந்திரம் பறிக்கப்படவும் வாய்ப்புகள் உள்ளது.

♦ இத்தகைய தொழில்நுட்பத்தை உலக அகம்பிடித்தவர்களோ (illuminates) அல்லது சமூக விரோதிகளோ பயன்படுத்தினால் விளைவு நல்லதாக இருக்காது.

♦ உலக அரசுகலும் இத்தகைய தொழில்நுட்பங்களை வெளிப்படையாகவும் விதிமுறைகளுக்கு உட்பட்டும் பயன்படுத்துவதே சிறந்ததாக இருக்கும்.

 


என்ன நண்பர்களே… இன்றைய பதிவில் பார்த்த கருவி உண்மையில் எதிர்காலத்தை மாற்றும் திறனுடையது என தாங்கள் கருதுகிறீர்களா….?

இத்தகைய தொழில்நுட்பங்கள் குறித்து நீங்கள் என்ன நினைக்கின்றீர்கள்…?

அரசு இத்தகைய தொழில்நுட்பங்களை எவ்வாறு அணுக வேண்டும் என்று எண்ணுகிறீர்கள்…?

இதை வேறு எங்கெல்லாம் பன்படுத்தலாம்…?

இதுகுறித்த உங்களது மேலான கருத்துக்களை கீழே உள்ள கருத்து பேட்டியில் தெரிவியுங்கள்… மேலும், இதுபோன்ற பதிவுகளை நாங்கள் வழங்க, உக்கமளியுங்கள்… தோழமைகளே….

நன்றி

 

உசாத்துணை:

paper   : http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20170628-124450870
profile  : http://eas.caltech.edu/people/hajimiri

=> https://petapixel.com/2017/06/22/caltech-made-sensor-lensless-camera-future/

=> https://www.livescience.com/59642-ultrathin-tiny-lens-free-camera.html

=> http://www.caltech.edu/news/ultra-thin-camera-creates-images-without-lenses-78731

Advertisements