Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kamera kann durch feste Objekte sehen

17.07.2012
Forscher errechnen Bilder aus gestreutem Licht

Forscher des Weizmann Institute of Science in Israel haben ein Verfahren entwickelt, das aus an undurchsichtigen Oberflächen gestreutem Licht Bilder errechnet. Damit kann ein weißes Blatt Papier als Spiegel verwendet werden. Längerfristig soll es auch möglich sein, durch Eierschalen oder biologisches Gewebe durchzusehen. Die Wissenschaftler errechnen die Streuung des Lichts mit einem Algorithmus und verwenden einen räumlichen Modulator für Licht, um die Verzerrungen zu korrigieren und das ursprüngliche Bild wiederherzustellen.


Spiegel-Kamera: Bündelung der Lichtstreuung (Foto: MIT/Kirmani)

Medizinisches Potenzial

Licht, das auf ein weißes Blatt Papier trifft, wird in alle Richtungen gestreut. Den Forschern aus Israel ist es jetzt gelungen, aus dem gestreuten Licht ein Bild zu erstellen. Bei der Streuung des Lichts wird die Phase der auftreffenden Lichtwellen an jedem Punkt individuell verändert. Mit einem räumlicher Modulator, der das Licht wie eine Kamera einfängt, kann die Phase der Lichtwellen für jedes Pixel einzeln korrigiert werden. Mithilfe sogenannter genetischer Algorithmen kann so das ursprüngliche Bild wiederhergestellt werden und ein Blatt Papier wird zu einem Spiegel, berichten die Forscher um Yaron Silberberg in "Nature Photonics".

Festkörper wie Eierschalen, Papier oder Haut streuen auch das Licht, das sie durchdringt. Die Kamera aus Israel kann theoretisch durch solche Objekte durchsehen. "Der Grund dafür, dass ein Blatt Papier oder menschlisches Gewebe nicht durchsichtig ist, ist die Streuung des Lichts, das heisst eine statistische Verzerrung der Phasenfront der Lichtwellen. Wirklich undurchsichtig sind eigentlich nur Metalle", erklärt Georg Reider von der TU Wien http://tuwien.ac.at gegenüber pressetext.

Mit einem computergesteuerten räumlichen Phasenmodulator und entsprechenden Algorithmen kann diese Verzerrung wieder repariert werden. "Eine ähnliche Technologie kommt bei Korrektur von Bildern in der Astronomie zum Einsatz, wo das Licht, das die Teleskope erreicht, von der Atmosphäre phasenverzerrt wird", so Reider.

Medizinisches Potenzial

Die Forscher aus Israel haben es erstmals geschafft, unter Verwendung von normalem, sichtbarem Licht brauchbare Bilder aus gestreuten Wellen zu extrahieren. Mit Laserlicht wurden ähnliche Erfolge schon früher erzielt (pressetext berichtete: http://www.pressetext.com/news/20101118024 ) Vor allem für die Medizin ist die Aussicht, durch biologische Gewebe sehen zu können, verlockend.

"Die Anwendungen für eine Technik, die es erlaubt durch Gewebe zu sehen, wären vielfältig. Es gab schon früher Ansätze für entsprechende Verfahren, etwa die Phasenkonjugation, bei der intensives Laserlicht eingesetzt wird, oder ultraschnelle optische Verfahren, bei denen nur die schnellsten Photonen, die keinerlei Streuung erlitten haben, detektiert werden. Allerdings hat sich der technische Aufwand und vor allem die Zeit, die zum Erstellen der Bilder benötigt wird, als limitierender Faktor erwiesen, weshalb diese Verfahren an Bedeutung verloren haben" sagt Reider.

Ob es den Forschern gelingt, eine alltagstaugliches medizinisches Bildgebungsverfahren zu entwickeln, ist ungewiss. "Im Labor ist es heute durchaus möglich, durch statische Streuobjekte hindurch zu sehen. Die Anwendung solcher Technologie auf lebendes Gewebe hat sich bisher aber als sehr komplex erwiesen", so Reider.

Markus Keßler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.weizmann.ac.il

Weitere Berichte zu: Algorithmus Eierschalen Gewebe Laserlicht Lichtwelle Modulator Streuung Verzerrung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt
25.05.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Nanopartikel aus Kläranlagen - vorläufige Entwarnung
02.05.2018 | Universität Siegen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics