Nieuwe sensor maakt goede 3D-scans met smartphone mogelijk

6 april 2015 om 12:00

Update: 28 april 2018 om 00:38

David Lemereis

presentator

Een nieuwe camerasensor tovert je smartphone-camera om tot een hoge kwaliteit 3D-scanner.

Een object 3D-printen is gemeengoed geworden. De volgende stap is natuurlijk het repliceren van objecten. Ook dat kan al. Met de MakerBot Digitizer kan je een object rondom scannen en 3D-printen. Het kan zelfs al met apps zoals AutoDesk 123D Catch, waarmee je een hele riedel foto’s neemt van een object. In de cloud wordt het 3D-model dan uitgerekend en die kan je vervolgens printen.

Beide oplossingen zijn verre van ideaal. De ene is kostbaar en de andere vooral omslachtig en weinig nauwkeurig. Wellicht komt daarover enkele jaren verandering in als CalTech zijn nieuwe camerasensor doorontwikkelt. Deze camerasensor legt niet alleen beeld vast, maar meet ook de hoogte, de breedte en diepte van het gefotografeerde object. Op zich niets nieuws aan de horizon. We kunnen al jaren met hoge resolutie onze omgeving 3D-scannen maar dat zijn wel fors uitgevallen gereedschappen met een navenant fors prijskaartje.

Lichtradar in je mobieltje

De wetenschappers van CalTech hebben hun prototype chip echter zo klein weten te maken dat deze niet alleen straks in je smartphone past maar ook zeer betaalbaar zal zijn. Deze chip die ze een 'nanophotonic coherent imager' noemen gebruikt een vorm van LIDAR (Light Detection And Ranging)-technologie om de hoogte, de breedte en diepte per pixel te meten. LIDAR is een soort 'lichtradar' die in plaats van geluidsgolven, laserpulsen gebruikt om de afstand tot een object te meten en te analyseren. Autofabrikanten gebruiken het onder meer in hun zelfrijdende auto’s.

Het unieke aan de nieuwe camerasensor is dat iedere pixel onafhankelijk van elkaar het object kan inmeten waardoor zonder mechanisch scannen, oftewel beweging, een volledige 3D-scan berekend kan worden door de info van alle pixels te combineren. Volgens de wetenschappers zijn de scans tot op enkele duizendsten van een millimeter nauwkeurig.

Pixels

Het prototype bestaat nog slechts uit 16 pixels en is een proof of concept waarmee ze het oppervlakte van de Amerikaanse Penny in de foto in kaart brachten De wetenschappers zeggen dat het in de toekomst makkelijk moet zijn om dat naar honderdduizenden pixels op te schalen. Dat zou een legio van toepassingen mogelijk maken, waaronder goedkope maar zeer veilige zelfrijdende auto's en zelfs de mogelijkheid om de meest kleine veranderingen in je hartslag te meten.

Grote kans is echter dat we deze technologie al veel eerder in een ietwat andere vorm in de smartphone zullen tegenkomen. Google werkt al geruime tijd aan project Tango, een tablet die heel snel en gemakkelijk je omgeving helemaal 3D in kaart kan brengen. Met een hele reeks sensoren, infrarood en camera modules kan je in een handomdraai iemands gezicht scannen of een kamer tot in detail 3D in kaart brengen