美國(guó)猶他大學(xué)研發(fā)了一款厚度只有千分之一英寸厚的平面透鏡，并用其打造了一款攝像頭，該攝像頭無(wú)需對(duì)焦，就可清楚拍攝多個(gè)物體。
據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)猶他大學(xué)（University of Utah）的研究人員們利用一個(gè)只有千分之一英寸厚的透鏡，打造了一款無(wú)需對(duì)焦的攝像頭。與大多數(shù)智能手機(jī)上的攝像頭相比，該技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的攝像頭需要多個(gè)鏡頭才能形成高質(zhì)量的對(duì)焦圖像。研究人員表示：“我們的平面透鏡可大大減輕攝像頭和其他成像系統(tǒng)的重量，降低復(fù)雜性和成本，同時(shí)功能性還得到增加。此種光學(xué)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更輕薄的智能手機(jī)攝像頭，改進(jìn)并打造內(nèi)窺鏡等用于生物醫(yī)學(xué)成像的更小型攝像頭，以及為汽車(chē)打造更緊湊的攝像頭?！?BR> 研究人員描述了新型平面透鏡，并表明其可以對(duì)相距約6米的物體保持對(duì)焦。該平面透鏡采用在平面上形成的納米結(jié)構(gòu)，而不是笨重的玻璃或塑料，從而可以實(shí)現(xiàn)重要的光學(xué)特性，以控制光的傳播方式。
研究人員表示，此種新型透鏡除了攝影之外，還有很多有趣的應(yīng)用。例如，為激光雷達(dá)創(chuàng)造高效照明，這對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)等自動(dòng)駕駛系統(tǒng)而言非常重要。研究人員還表示，他們采用的設(shè)計(jì)方法可以擴(kuò)展至制造具有很多特性的光學(xué)元件中，此類(lèi)特性包括極限寬帶、更易制造或成本更低。
無(wú)論是用在智能手機(jī)還是用于顯微鏡的傳統(tǒng)攝像頭都需要對(duì)焦，以確保被拍攝物體的細(xì)節(jié)非常清晰，如果距離該攝像頭的多個(gè)物體距離不同，還需要分別對(duì)每個(gè)物體進(jìn)行對(duì)焦。
研究人員表示：“新型透鏡消除了對(duì)焦的需要，可讓任意攝像頭同時(shí)聚焦多個(gè)物體。傳統(tǒng)的攝像頭還采用多個(gè)透鏡以同時(shí)聚焦不同顏色的光，而我們的設(shè)計(jì)是通用的，可用于打造能夠聚焦不同顏色的光的單一平面透鏡，進(jìn)一步大大簡(jiǎn)化攝像頭?！?BR> 為了聚焦光線(xiàn)，傳統(tǒng)的透鏡會(huì)將平行光波轉(zhuǎn)換成球面光波，而球面光波會(huì)聚成一個(gè)焦點(diǎn)。研究人員實(shí)現(xiàn)了一個(gè)重大突破，意識(shí)到其他形狀的光波也可實(shí)現(xiàn)相似的效果，大大增加了透鏡設(shè)計(jì)的數(shù)量。
在選好深度對(duì)焦的最佳透鏡設(shè)計(jì)后，研究人員采用納米制造技術(shù)打造了一個(gè)透鏡原型。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，新透鏡的表現(xiàn)與預(yù)期一致，而且與同款傳統(tǒng)透鏡相比，焦距深度大了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
研究人員采用紅外線(xiàn)和相對(duì)較低的數(shù)值孔徑演示了該款新透鏡，數(shù)值孔徑表示透鏡可以接收或發(fā)射光線(xiàn)的角度范圍。他們計(jì)劃擴(kuò)大透鏡的數(shù)值孔徑，并讓其可用于全可見(jiàn)光光譜。在此類(lèi)透鏡實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前，還需要確保其可以大規(guī)模量產(chǎn)。
（轉(zhuǎn)載）
