Cámara 3D avanzada combina imágenes de profundidad y espectrales para análisis integral

El proyector de rayas hiperspectral compacto (HSP) combina el HSP, un array de sensores monocromáticos y programación sofisticada para dar a los usuarios una imagen más completa de la forma y composición de un objeto. Captura información cuatridimensional de una imagen —tres espaciales y una espectral— en tiempo real.

HSP toma referencia de técnicas portátiles de imagen 3D —como sistemas Face ID en smartphones y rastreadores corporales en sistemas de videojuegos— y añade forma de extraer datos espectrales amplios de cada píxel capturado. Estos datos comprimidos se reconstruyen en un mapa 3D con información espectral que puede incorporar cientos de colores y usarse para revelar no solo la forma de un objeto sino también su composición material.

Las cámaras RGB (rojo, verde, azul) regulares proporcionan tres canales espectrales; sin embargo, una cámara hiperspectral proporciona espectros en muchos canales. HSP codifica simultáneamente mediciones de profundidad e hiperspectrales, permitiendo usar una cámara monocromática en lugar de una cámara hiperspectral cara como se usa típicamente en sistemas similares.

HSP usa un dispositivo de micromirrors digital (DMD) comercial para proyectar rayas patrón que parecen códigos de barras coloridos sobre una superficie. Enviar la proyección de luz blanca a través de una red de difracción separa los patrones superpuestos en colores. Cada color se refleja de vuelta a la cámara monocromática, que asigna un nivel de gris numérico a ese píxel. Cada píxel puede tener múltiples niveles, uno por cada franja de color que refleja. Estos se recombinan en un valor espectral global para esa parte del objeto.

Los espectros finamente sintonizados pueden alcanzar más allá de la luz visible. Lo que reflejan de vuelta al sensor como espectros de banda fina multiplexados puede usarse para identificar la composición química del material. Al mismo tiempo, las distorsiones en el patrón se reconstruyen en nubes de puntos 3D, esencialmente una imagen del objetivo pero con muchos más datos que una simple instantánea.