仿生輕薄相機實現140度超寬視角
受昆蟲複眼啟發,韓國科學技術院科學家研製出一款超薄廣角仿生相機。該設備在鏡頭純平(零凸起)的前提下,實現了一百四十度的超寬視角,有望為醫療內窺鏡、微型機械人及可穿戴設備等領域帶來革新。相關成果發表於新一期《自然 · 通訊》雜誌。
傳統高性能廣角相機多依賴多組透鏡堆疊,機身厚重、鏡頭外凸難以避免。為破解這一“厚度與視野”的矛盾,團隊將目光投向自然界中的寄生昆蟲——佩氏撚翅蟲。尋常昆蟲複眼視野遼闊,卻常以犧牲解析度為代價;傳統單鏡頭畫質銳利,視場卻先天受限。而佩氏撚翅蟲其眾多微小眼面各自截取場景的局部碎片,再經視覺神經系統無縫拼接,最終合成完整清晰的全景圖像。
借鑒這一“分域採集、全域融合”的自然智慧,團隊重構了光學架構。相機內置數枚特製橢圓形微透鏡,同步捕捉不同角度的光線,最終經演算法校正,合成為一幅無光學像差的清晰圖像。通過精准調控微透鏡曲率與光線入射點,團隊有效抑制了傳統廣角鏡頭邊緣常見的模糊與畸變,實現了從畫面中心到週邊的均勻銳度,即便在極近距離下也能穩定成像。
該機厚度僅○點九四毫米,薄如蟬翼。這一設計一舉打破了傳統複眼相機畫質模糊的桎梏,也突破了單鏡頭系統視場狹窄的瓶頸,在輕薄中兼顧了廣角與高清。
團隊已完成向光學成像企業MicroPix公司的技術轉讓,預計明年實現全面商業化。未來,該相機有望深度賦能空間受限的精密場景,如讓醫療內窺鏡深入幽微體腔而無損畫質,助微型機械人在狹小管道中靈活穿梭,亦可為可穿戴健康監測設備提供高清視界。
水 登