image: GIF showing the miniaturized camera system, including the image sensor with 3-D printed lenses. view more
Credit: Simon Thiele/ Carla Schaffer/ AAAS
新的研究介绍了一种小型相机，它的灵感来自像鹰等捕食动物的自然视力，这些动物能以高度的中央视力来捕捉影像。该相机第一次展示了将复杂成像系统直接、3维印制到芯片以形成一种多孔径相机。该设计在诸如内窥镜、光学传感器和监控无人机等领域有潜在用途，它建立于不断成长的微光学，后者因为3维打印的进展而取得了革命性的改变。在这里介绍的系统涉及所谓的“视网膜中央凹成像”，它得名于眼睛的视网膜中央凹区，那里有着最高的视觉敏锐度。它的基础理念认为，由于许多作业无需在整个视野中具有相同的清晰度，因此只有中央视觉才需要最详尽的清晰度。Simon Thiele等人的相机具有5个打印的镜头，其中每个镜头有着不同的焦距，其视野范围跨越窄角（20度）至广角（70度）。由每个透镜产生的重叠影像产生了一个具有高度中央分辨率的“中央凹影像”。对这一装置的评估显示，在所提出的多透镜设计与类似单透镜配置间，测试影像的中央敏锐度有了显著的提高。未来的改进可加入一种抗反射涂层或寻找减少制造时间方法以改善商业化生产。作者说，在微型无人机中或在一个机器臂上的可移动视觉传感器中，该设计的性能可能会优于类似大小的普通相机。
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Journal
Science Advances