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德国又出黑科技:3D打印超微透镜,仅头发丝般粗细

南极熊2017年2月17日讯,德国斯图加特大学的科学家们近日研发出了一种可用于微型摄像监视系统的3D打印透镜。这种透镜采用了凹成像技术,具有超清晰的中心焦点和比其它相机更宽的周边视角,所以更接近自然视觉。

目前,科学家们已经将这项研究写成了论文“3D打印鹰眼:凹成像复合微透镜系统”发表到了最新一期的《Science Advances》杂志(感兴趣可以向南极熊索要)。在论文中,他们详细阐述了利用4个3D打印透镜让相机实现更自然视觉聚焦的全过程。这种微型摄像系统可用于小型监视器(如昆虫无人机)、内窥镜,或是光学传感器。

据悉,这4个由塑料制成的透镜都具有不同的焦距,而且是被直接3D打印到单个图像传感器上的。这标志着人类首次实现了将一个复杂的成像系统直接3D打印到芯片上并由此制造出一个超微型相机。

使用时,这4个镜头会在各自的焦距下记录图像。其中,焦距较长的镜头能在比较狭窄的视角中捕获分辨率较高的图像,焦距较短的镜头则能在较宽的视角中捕获分辨率较低的图像。如果使用拼接软件覆盖这些图像,结果便会出现“浮动图像”,其中最高聚焦程度在图像的中心。

值得一提的是,整个系统的尺寸非常小(不到300微平方米,仅相当于3根头发丝),所以不使用3D打印技术制造根本无法实现。

3D打印透镜不仅带来了更接近有机视角的图像,而且还缩短了图像的处理时间和能耗。这是因为被捕获的图像只有中心部分需要密集处理。

毫无疑问,这种搭载3D打印透镜的微型摄像系统拥有很大应用前景。但目前,它仍有一定的局限性,比如透镜只能使用一种塑料制造。要知道如果能使用更多种材料,透镜就能拥有更好的色彩像差平衡,而这可以更好地消除视觉失真。

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