麻省理工研發出全新平面魚眼鏡頭 智慧型手機鏡頭或迎來重大突破

2021-01-20 科創板日報

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,據報導,麻省理工學院(MIT)與麻薩諸塞大學洛厄爾分校(University of Massachusetts at Lowell)的研究人員合作設計出了一種完全平坦的廣角鏡頭,這也是有史以來第一個全平面並且能夠產生清晰的180度全景圖像的魚眼鏡頭。

眾所周知,為了能夠拍攝全景,攝影師通常會使用魚眼鏡頭,即一種由多塊曲面玻璃製成的超廣角鏡頭。魚眼鏡頭能夠扭曲入射光,產生像氣泡一樣的寬圖像。然而,超廣角魚眼鏡頭通常都是厚實的球狀裝置,且生產成本通常很高,因此,很難被應用到智慧型手機等輕便設備中。但此次,研究人員的突破性研究成果可能會讓事情出現轉機。

據悉,上述設計的原型設備是所謂的超透鏡(metalens)。這意味著它是由一種工程材料(超材料)製成的,它具有天然材料所不具備的特性。鏡頭由一塊毫米厚的氟化鈣玻璃組成,其背面塗有一層薄薄的碲化鉛薄膜。在這層薄膜上刻有一種稱為元原子的納米級光學結構圖案。這些結構有幾種不同的形狀,每一種都能以特定的方式折射光線。

具體而言,其工作原理是,當光線通過光圈(如相機的虹膜)並進入鏡頭時,它穿過玻璃並進入碲化鉛薄膜,在那裡它以不同的角度通過元原子分散。其結果是被攝體的單一清晰圖像,而且視野可達180度。

不過,目前版本的鏡頭只適用於紅外光,但研究人員表示,通過將納米結構變得更小並使用不同的材料,它也可以適應於可見光的使用。屆時可能的應用不僅包括相機鏡頭,還包括內窺鏡、視頻投影儀和虛擬實境眼鏡等物品的鏡頭。

「這種設計有些令人驚訝,因為有人認為不可能製造出具有超寬視野的超透鏡,」麻省理工學院副教授胡珏軍表示:「事實上,這實際上可以實現魚眼圖像,這完全超出了人們的預期。」

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