Caméra 3D avancée combinant imagerie de profondeur et spectrale pour analyse complète

Le projecteur hyperspectral à rayures compact (HSP) combine le HSP, un réseau de capteurs monochromes et une programmation sophistiquée pour donner aux utilisateurs une image plus complète de la forme et de la composition d'un objet. Il capture une information quadridimensionnelle à partir d'une image — trois spatiales et une spectrale — en temps réel.

L'HSP s'inspire des techniques d'imagerie 3D portables — comme les systèmes Face ID des smartphones et les trackers corporels des systèmes de jeu — et ajoute un moyen d'extraire des données spectrales larges de chaque pixel capturé. Ces données compressées sont reconstruites en une carte 3D avec information spectrale pouvant incorporer des centaines de couleurs et utilisée pour révéler non seulement la forme d'un objet mais aussi sa composition matérielle.

Les caméras RVB (rouge, vert, bleu) classiques fournissent trois canaux spectraux ; cependant, une caméra hyperspectrale fournit des spectres dans de nombreux canaux. L'HSP encode simultanément les mesures de profondeur et hyperspectrales, permettant l'utilisation d'une caméra monochrome au lieu d'une caméra hyperspectrale coûteuse comme généralement utilisée dans des systèmes similaires.

L'HSP utilise un dispositif micromiroir numérique (DMD) standard pour projeter des rayures motif ressemblant à des codes-barres colorés sur une surface. L'envoi de la projection lumière blanche à travers un réseau de diffraction sépare les motifs chevauchants en couleurs. Chaque couleur est reflétée vers la caméra monochrome, qui attribue un niveau de gris numérique à ce pixel. Chaque pixel peut avoir plusieurs niveaux, un pour chaque bande de couleur qu'il reflète. Ceux-ci sont recombinés en une valeur spectrale globale pour cette partie de l'objet.

Les spectres finement accordés peuvent aller au-delà de la lumière visible. Ce qu'ils renvoient au capteur sous forme de spectres à bandes fines multiplexés peut être utilisé pour identifier la composition chimique du matériau. Simultanément, les distorsions dans le motif sont reconstruites en nuages de points 3D, essentiellement une image de la cible mais avec bien plus de données qu'un simple instantané ne pourrait fournir.