高速カメラは、次のようなあらゆる種類の印象的な偉業を成し遂げることができます。 超スローモーションのアクション写真 スポーツでも映画でも。 あまり見かけないものはありますか？ 非常に高速な超高速カメラ 実際に光を記録する 鏡の間で跳ね返ります。 まさにその通りです エドアルド・シャルボン しかし、ローザンヌのスイス連邦工科大学で、最近、1 秒あたり 24,000 フレームの驚異的な撮影が可能なカメラを使用してデモンストレーションが行われました。
研究者らが使用したのは、 MegaX カメラ、単一光子アバランシェダイオードベースのイメージセンサーで、ハイテクのルーブゴールドバーグスタイルのバウンスミラーセットアップを撮影します。 デモンストレーション用のハードウェアは、研究者の Andrei Ardelean 氏と Arin Ulku 氏の協力を得て、Charbon 氏の学生である森本和弘氏によって設計されました。
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「カメラはゲートモードで動作します。つまり、3.8ナノ秒の非常に高速な電子シャッターを使用して、伝播する光を捕捉します」とチャーボン氏はデジタルトレンドに語った。 「後続のレーザーパルスが使用され、その経路に沿った伝播を追跡するために、遅延が増加しながらシャッターが開きます。 多数のピクセルと高速シャッターのおかげで、光の伝播を確認できます。 カメラを動かさず、他のカメラで撮影した画像と重ねずに複数のショットを撮影します。 カメラ。 すべては MegaX 上で行われます。」
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ただし、超高速カメラをセットアップして記録を開始し、ライトを照らすだけの話ではありません。 光は飛行中は通常目に見えないため、研究者らは、レーザーパルスからの光子が空気中の粒子から散乱するときに焦点を当てる必要がありました。 パルスの軌道とパルスがカメラに到達するまでにかかった時間に関する知識を利用して、チームは機械学習アルゴリズムを利用して 3D 光路をプロットしました。
シャルボン氏は、この研究の主な進歩は「光パルスの位置を 3D に加えて時間を再構築する能力」を実証したことであると述べた。 [同等] 4D — 機械学習技術を使用し、物の位置に応じて異なる見かけの光速度を実証します。 観察者。"
同氏は、これは現実世界でも役立つ可能性があると指摘した。 予想通り、大きなものの 1 つは、高速画像検出を行うことが重要な高エネルギー物理学などの分野での科学的応用になるでしょう。 しかし、バウンドライダーが自動運転車が世界を認識するのに役立つのと同じように、環境を正確に再構築するための拡張現実や仮想現実などにも使用できる可能性があります。 「また、高速かつ正確な 4D ビジョンを必要とする産業用アプリケーションやロボット工学でも、このカメラを活用できる可能性があります」とチャーボン氏は述べています。
について説明した論文 作品はオンラインで読むことができます.
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