模擬昆蟲復(fù)眼的無失真超廣角相機(jī)

　　包括科羅拉多大學(xué)博爾德分校(University of Colorado Boulder)在內(nèi)的一組研究人員日前宣佈，已成功透過模仿蜻蜓、螳螂、蒼繩和其他昆蟲的碗狀眼睛，開發(fā)出一款實(shí)驗(yàn)性的數(shù)位相機(jī)，可拍攝完全不失真的超廣角影像。研究人員利用可彎曲的電子檢測(cè)器以及類似于製造隱形眼鏡材料的柔韌微透鏡開發(fā)出新的相機(jī)塬形，據(jù)稱可提供幾乎是無限的景深。

　　附圖 : 研究人員開發(fā)了一種能彎曲成與鏡面相同半球狀的電子檢測(cè)器，進(jìn)而消除了失真。(圖：John Rogers, University of Illinois)

　　傳統(tǒng)的廣角鏡頭如魚眼(fisheyes)會(huì)讓擷取的影像週邊失真，當(dāng)光通過半球狀彎曲鏡面時(shí)，電子檢測(cè)器的平坦表面僅會(huì)捕捉到不匹配的影像結(jié)果。在新的數(shù)位相機(jī)研究中，研究人員開發(fā)了一種能彎曲成與鏡面相同半球狀的電子檢測(cè)器，進(jìn)而消除了失真。

　　科羅拉多大學(xué)波爾德分校機(jī)械工程助理教授Jianliang Xiao指出，這部實(shí)驗(yàn)相機(jī)的創(chuàng)新之處就是將電子檢測(cè)器建置到彎曲的表面上。由于大多數(shù)電子元件都是硅製成的，而硅材料非常脆弱，因此通常無法讓硅任意變形。但透過使用可彎曲的電子元件，他們開發(fā)出了可變形的系統(tǒng)，能將它放到彎曲的表面上。

　　長(zhǎng)久以來，模仿節(jié)肢動(dòng)物的復(fù)眼來製造相機(jī)，一直是科學(xué)家們努力的目標(biāo)。復(fù)眼的解析度通常比哺乳類動(dòng)物低，但卻讓節(jié)肢動(dòng)物擁有更寬廣的視場(chǎng)，以及更高的運(yùn)動(dòng)感知能力和景深。

　　復(fù)眼是由許多「小眼」(ommatidia)組成，每一個(gè)小眼又都由一個(gè)獨(dú)立的角膜鏡和一個(gè)晶體椎構(gòu)成，用于捕捉通過鏡面的光。小眼的數(shù)量是決定解析度的關(guān)鍵，因此節(jié)肢動(dòng)物的眼睛解析度差異也很大，工蟻通常只有100個(gè)小眼，而蜻蜓則有28,000個(gè)。

　　Xiao和研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的相機(jī)模仿了角膜鏡-晶錐的配對(duì)，擁有180個(gè)微型透鏡，每一個(gè)都擁有自己的小型電子檢測(cè)器。相機(jī)中使用的透鏡數(shù)目與火蟻和樹皮甲蟲復(fù)眼的數(shù)量相當(dāng)。Xiao表示，當(dāng)他開始與伊利諾大學(xué)厄巴納香檳分校John Roger實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員展開研究時(shí)，為了能用現(xiàn)成的系統(tǒng)來製造產(chǎn)品，這些電子元件和透鏡在製造之初都是平面的，而后才將它們模塑成半球狀。

　　現(xiàn)在每一個(gè)獨(dú)立的電子檢測(cè)器和每一個(gè)獨(dú)立的鏡片都不會(huì)變形，但檢測(cè)器和鏡片之間的空間是可伸縮的，這將有助于建立新的3D形狀。但研究人員表示，這種相機(jī)要商業(yè)化還需等待幾年時(shí)間。