Экран из пятимикронных пикселей для дронов

Недавно исследователи из агентства ДАРПА (США) продемонстрировали новый инфракрасный прибор с экраном из пятимикронных пикселей. По их мнению, такое уменьшение поможет сделать камеры этого класса и меньше, и дешевле. И тогда их можно будет разместить не только на шлеме каждого бойца, но и на борту самых миниатюрных летающих дронов размером с пчелу.

Фото:

Во все времена люди завидовали животным, обладавшими перед ним превосходством по зрению. "Орлиный взгляд", "соколиный глаз" — вот эпитеты, которыми награждали людей с острым зрением. Между тем сова может повернуть голову на 180 градусов и увидеть то, что находится у неё за спиной и легко видит в темноте.

Глаза стрекозы и вовсе настоящее чудо природы, скопировать которые пока ещё не удается. Удивляет, прежде всего, уровень миниатюризации, достигнутый в них природой. А что люди? Люди пытается не только достичь такого же совершенства, но и превзойти его!

На самом деле миниатюризация это совсем не так хорошо, как кажется. Совсем нетрудно собрать сегодня телевизор размером со спичечный коробок, но… удобно ли вам будет его смотреть? Или снимать видеокамерой размером с таблетку аспирина? Однако с другой стороны столь малые размеры такой камеры позволяют поместить её, ну скажем, на каске солдата и передавать с неё изображение на монитор его командира, чтобы он мог видеть все то же самое, что видит и его боец!

Читайте также: Бинокль опознает врага на расстоянии

А если это камера, работающая в инфракрасном диапазоне? Тогда картинку с неё можно будет легко показать на специальных очках. Главное в данном случае не потерять светосилу такой камеры, а она напрямую зависит от количества и качества пикселей, имеющихся на её светочувствительном экране.

Здесь надо замерить, что первые ИК-приборы были опробованы ещё в годы Второй мировой войны. Однако они отличались сложностью, громоздкостью, а надежность их была не слишком высока. Устанавливались они на танках и бронетранспортерах, а "портативные варианты", рассчитанные на переноску одним солдатом были настолько тяжелы и громоздки, поэтому использовались разве что только снайперами. Разумеется прогресс в этой области пошел в дальнейшем буквально семимильными шагами.

И вот недавно всего лишь пятимикронной пиксель для видеокамеры ночного обзора был продемонстрирован в США. Сегодня вооруженные силы всех стран мира — да что там вооруженные силы — обычные охотники, егеря и сотрудники службы спасения, широко используют инфракрасные приборы ночного видения — так называемые тепловизоры для обнаружения людей в ночное время.

Однако "ночной бинокль" или прицел для оружия имеют, как правило, один большой недостаток — дальность их действия не очень-то уж и велика. Есть мощные камеры большого радиуса действия, которые, как правило, устанавливаются на транспортных средствах, поскольку они слишком велики, чтобы такую камеру было бы нести одному человеку и к тому же весьма дороги.

Тем не менее, исследователи из агентства ДАРПА недавно продемонстрировали новый инфракрасный прибор с экраном из пятимикронных пикселей. По их мнению, такое уменьшение главного компонента системы видения поможет сделать камеры этого класса и меньше и дешевле. Исполнителем являлась компания DRS Technologies. Inc, работающая на ДАРПА. Это первая такая камера, работающая в ИК-диапазоне, которая использует пиксели размером пять микронов в поперечнике. Для сравнения, каждый пиксель составляет около одной двенадцатой размера человеческого волоса. Так что теперь можно себе представить, что это была за разработка.

Пиксели встраиваются в 1280×720 матрицу в фокальной плоскости, что является относительно высоким разрешением для ИК-камеры. Меньшие по размерам пиксели означают, что при сохранении той же самой чувствительности, камера будет меньше по размерам. При этом важно, чтобы оптические компоненты не потеряли прежней чувствительности, а разрешение и поле зрения остались бы такими же, как и у прежних камер большего размера.

В тоже время более высокая плотность пикселей на данной площади облегчает захват фотонов, и, следовательно, изображение становится более четким. То есть при меньших размерах новые ИК-приборы ночного видения можно будет сделать более компактными и разместить их не только, скажем, на шлеме каждого бойца, но и на борту самых миниатюрных летающих дронов размером не больше пчелы.

Эти новые камеры могут быть также дешевле старых, так как их стоимость пропорциональна площади чувствительного элемента. Поэтому чем не больше пикселей может быть напечатано на одной пластинке, тем ниже будет стоимость одного такого ИК-прибора. Соответственно меньшие по размеру пиксели потребляют меньше энергии, сохраняя при этом все свои полезные свойства. А это опять-таки позволяет уменьшить размеры, вес, мощность и стоимость.

Читайте также: В борьбе за транзистор победил германий

Специалисты из ДАРПА — агентства курирующего этот проект, надеются, что преимущества данного прибора позволят найти ему самое широкое применение. Главное, что подтвердили его испытания, что изображение он дает четкое и вполне сравнимое с тем, с тем, какое получается при использовании пикселей гораздо большего размера.