3D列印微型相機鏡頭 可以使無人機擁有鷹眼視力

2021-02-10 三迪時空聚焦3D列印

3D列印微型相機鏡頭 可以使無人機擁有鷹眼視力

來自德國斯圖加特大學的一組研究人員開發出可用於微型攝像機監控系統的3D列印鏡頭。據三迪時空了解,鏡片採用「視網膜成像」,通過提供超銳利的焦點模仿自然視覺效果比其他相機擁有更寬的視野。

對於人類來說,黃斑是眼睛後面部分具有最高濃度的感光細胞。這就是為什麼我們的視野中心區域比我們周圍視覺中看物體或事物更清晰、更明確。現在,感謝斯圖加特大學的研究成果,使這種視野效果可以重新應用於專業相機的3D列印鏡頭中。

這個研究項目,最近發表在Science Advances雜誌中的標題為《3D列印的鷹眼:視網膜成像複合微透鏡系統》,演示了如何使用四個3D列印鏡頭,使相機可以實現更自然的聚焦視野。微型相機系統可以用於小的監控系統,如昆蟲大小的無人機,以及內窺鏡檢查和光學傳感器。

據研究人員說,相機是由四個塑料鏡片組成,每一個使用不同焦距,3D列印一個單一的圖像傳感器。該項目標誌著複雜的成像系統首次成功地3D列印到晶片上,組成多孔徑相機。

在使用時,相機獨立鏡頭的每個圖像配合不同的焦點,在一個狹窄的視場中,較長的焦距捕獲高解析度;在較寬的視場中,較短的焦距捕獲較低的解析度。當圖像使用拼接軟體重疊時,結果是在「視網膜圖像」中,其中精度最高的是在圖像的中心。

整個系統估計不到300平方微米(約約三人的頭髮的寬度),如果不藉助3D列印是不可能完成的。一位研究者Harald Giessen說:「用其他手段不可能製造這種質量的成像系統。」

不僅3D列印鏡頭系統的效果更接近有機視覺領域的圖像,而且相比於傳統的圖像,還可以減少功率和處理時間。這是因為只需要對捕獲的圖像的中心進行密集處理。

目前,技術存在一定的局限性。例如,3D列印鏡片只能使用一種塑料材料製造。雖然多材料鏡片可以提供更好的色差平衡,這將減少視覺失真的機會。相機系統的其他改進可能包括防反射塗層,以及更短的製造時間。據三迪時空了解,研究項目的最終目標是開發鷹眼3D列印鏡頭。

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