研究人员用金属透镜阵列制造微型广角相机 可用于智能手机

以前这种类型的成像通常需要的笨重镜头，这种新方法可以使广角相机被纳入智能手机和用于汽车或无人机等交通工具的便携式成像设备中。中国南京大学的Tao Li及其同事在Optica（Optica出版集团的高影响力研究杂志）上报告了他们的新型超薄相机。这种新的相机只有0.3厘米厚，可以在120度以上的视角下产生清晰的场景图像。

广角成像对于捕捉大量的信息很有用，可以创造出令人惊叹的高质量图像。对于机器视觉应用，如自动驾驶和基于无人机的监控，广角成像可以提高性能和安全性，例如，在车辆倒车时，揭示出你本来看不到的障碍物。为了创造一个极其紧凑的广角相机，研究人员使用了一个金属透镜阵列，每个金属透镜都能捕捉到广角场景的某些部分，然后，这些图像被拼接在一起，形成一个广角图像，而图像质量没有任何下降。

广角成像通常是通过鱼眼复合镜头或其他类型的多层镜头完成的。尽管研究人员以前曾试图使用金属镜片来制造广角相机，但它们往往会出现图像质量差或其他缺点。在新的工作中，研究人员使用了一个金属透镜阵列，每个金属透镜都被精心设计为聚焦于不同的照明角度范围。这使得每个镜头都能清晰地对广角物体或场景的一部分成像。然后，每个图像中最清晰的部分可以通过计算拼接在一起，形成最终的图像。

由于元面的灵活设计，每个镜头的聚焦和成像性能都可以独立优化，这在拼接过程中产生了高质量的最终广角图像。更重要的是，该阵列可以只用一层材料来制造，这有助于降低成本。为了展示这种新方法，研究人员使用纳米加工技术制造了一个金属ens阵列，并将其直接安装在一个CMOS传感器上，创造了一个尺寸约为1厘米×1厘米×0.3厘米的平面相机。然后他们用这个相机对一个广角场景进行成像，这个场景是通过使用两个投影仪来照亮相机周围15厘米处的一个弧形屏幕而形成的。

他们将他们的新平面相机与基于单一传统金属片的相机进行了比较，同时对投射在弧形屏幕上的"南京大学"字样进行成像。平面相机产生的图像清晰地显示了每一个字母，其视角大于120°，比基于传统金属丝网相机的视角大三倍以上。研究人员指出，这项研究中展示的平面相机使用了直径仅为0.3毫米的单个金属片。他们计划将这些放大到大约1到5毫米，以提高相机的成像质量。经过优化后，该阵列可以进行大规模生产，以降低每个设备的成本。