厉害了!这是一个不需要镜头的相机

工程师们发明了一种不需要任何透镜的相机 , 他们正试图用具有相同功能的材料来代替曲面镜 , 那就是超薄光学相控阵!

研究人员希望这一发现能让一大片平整的表面变成图像收集器 。
【厉害了!这是一个不需要镜头的相机】为了捕捉完美的照片 , 相机通常会使用各种型号的透镜 。 在数码相机中 , 透镜通常用于将光聚焦到数字传感器上 。 光相控阵列具有一组光接收器 , 在光被捕获时 , 会加入一分钟的时延(即相位偏移) , 使得相机可以从不同的方向切换焦点 , 从不同的方向 , 或是对不同的对象进行成像 。
“就像生活中的其他事件一样 , 时机决定一切” , 来自加州理工学院的Ali Hajimiri表示 , “在我们的新系统中 , 你可以选择你需要的方向 , 通过以毫秒为单位的毫秒级精度控制时序 , 来观察你面前照片的很小一部分 。 ”

厉害了!这是一个不需要镜头的相机



相控阵成像 。 图片来源:维基百科
无镜头相机是由集成在硅芯片上的薄光敏硅元件制成 。 阵列中的每个光敏元件都会接收光波 , 除了一个方向的光波会得到加强 , 其他方向的都会进行相消干涉(两光波气相抵消振幅等于零) 。 在这个方向上 , 光波放大后 , 形成一个可以用电子控制的“聚焦凝视” 。
首席研究员Reza Fatemi表示:“摄像机的作用类似于通过一根薄管 , 并在整个视野中进行扫描 , 我们可以通过操纵光而不是移动机械物体 , 来以非常快的速度形成图像 。 ”
大家先平复一下激动的心情 , 目前的版本仅是一个概念上的证明 。 它由八乘八像素阵列中的64个光接收器排列组成 , 它所创造的图像与你的智能手机当前捕捉到的图像是不一样的 。
研究人员们希望随着时间的推移 , 对于这个概念相机的进一步优化将会撼动整个摄影界 。
“这个应用是无止境的” , 研究团队的另一个成员Behrooz Abiri表示 , “即使是在如今的智能手机中 , 相机也会成为你的手机往更薄方向发展的一个限制 , 一旦经历了升级换代 , 这个技术将会导致镜头以及尺寸较厚的手机过时 。 ”
未来的研究将侧重于通过设计芯片来扩大相机规模 , 这些芯片将会结合大量的接收器 , 从而创建出更高分辨率的图像 , 并获得更高的灵敏度 。 由于这个相机实在是太薄了 , 所以甚至可以将这个技术运用在一些奇妙的地方 , 比如天文学 。
Hajimiri表示:“该技术使用低成本的硅光子学薄层电子 , 来控制摄像机的所有光学特性 , 而无需任何机械运动 , 镜头或镜子的帮助 , 这就像开启了一个成像的新世界 , 它可以看起来像壁纸 , 百叶窗 , 甚至是可穿戴的面料 。 ”
该研究发表在《OSA技术文摘》上 。

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