Nanofotografie: Nanokamera ist die bessere Kinect
Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Kamera entwickelt, mit der auch 3D-Modelle von durchsichtigen Objekten erstellt werden können. Nanofotografie(öffnet im neuen Fenster) nennen sie die Technik.
Die Kamera nutzt die Time-of-Flight-Technik: Sie sendet ein Lichtsignal auf ein Objekt und misst die Zeit, bis der Reflex wieder bei der Kamera ankommt. Das reflektierte Signal trifft auf die Pixel des Sensors, daraus errechnet das System ein 3D-Modell des Objekts. Diese Technik nutzt beispielsweise auch die aktuelle Kinect.
Handelsübliche Hardware
Diese Technik sei jedoch anfällig für Störungen, sagt MIT-Forscher Achuta Kadambi(öffnet im neuen Fenster) : Bewegungen, Regen oder Nebel etwa könnten das Ergebnis verfälschen. Zudem sei es nicht möglich, mit einer herkömmlichen Time-of-Flight-Kamera ein lichtdurchlässiges Objekt zu vermessen, weil das Licht nicht nur vom Objekt selbst, sondern auch vom Hintergrund reflektiert werde, wodurch sich die Reflexionen überlagerten. Das richtige Signal ist dann schwer zu identifizieren.
Kadambi und seine MIT-Kollegen Ramesh Raskar, Refael Whyte, Ayush Bhandari und Christopher Barsi sowie Adrian Dorrington und Lee Streeter von der Universität Waikato in Neuseeland haben ein neues Verfahren entwickelt, um die Entfernung zu messen. Sie könnten die sich überlagernden Strahlengänge entmischen und so visualisieren, wie sich das Licht über eine Szenerie bewege, sagt Kadambi. So könne auch ein 3D-Modell eines durchsichtigen Objektes, etwa eines Glases, erstellt werden.
Aufnahmen im Nanosekundenbereich
Die Kamera nimmt im Nanosekundenbereich auf. Sie ist so schnell, dass sie beispielsweise erkennt, dass das Licht vom Hintergrund zu einem anderen Zeitpunkt reflektiert wird als von dem Glas, das davor steht. Die Kamera könnte beispielsweise im Spielebereich für eine verbesserte Bewegungs- und Gestenerkennung eingesetzt werden, in Sensoren für die Abstandserkennung in Autos oder in der Medizin.
Die Hardware, die die Wissenschaftler einsetzen, ist handelsüblich – wie etwa Leuchtdioden, die im Takt von Nanosekunden blinken. Entsprechend günstig ist die Kamera: Sie koste etwa 500 US-Dollar, erklären die Forscher. Vor zwei Jahren hatten sie eine Kamera konstruiert, die eine zeitliche Auflösung im Femtosekundenbereich hatte. Dafür war jedoch teure Laborausrüstung nötig. Die Kamera kostete rund 500.000 US-Dollar.