蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，南京大學研究人員設計出一種新型緊湊型攝像頭，通過使用一系列超透鏡（用于操縱光線的平坦納米圖案表面），可獲取高質量的廣角圖像。此前，高質量廣角圖像通常需要笨重鏡頭才能獲得，但研究人員可采用創(chuàng)新方法將廣角攝像頭整合到智能手機、汽車或無人機等便攜式成像設備中。

圖片來源：期刊Optica

中國南京大學教授李濤及其同事在期刊Optica上報告其新型超薄攝像頭。該全新攝像頭厚度只有0.3厘米，可以在超過120度的視角下拍攝清晰的場景圖像。

廣角成像可以很好地捕獲大量信息，從而創(chuàng)建超高質量圖像。對于自動駕駛和基于無人機的監(jiān)控等機器視覺應用，廣角成像還可以提高性能和安全性，例如在車輛倒車時顯示盲區(qū)障礙物。

李濤教授表示：“為了打造一款極其緊湊的廣角攝像頭，我們使用了一系列超鏡頭，每個鏡頭都可以捕捉廣角場景的某些部分，然后將圖像拼接在一起以創(chuàng)建廣角圖像，而不會降低圖像質量?！?/p>

縮小廣角鏡頭

廣角成像通常使用魚眼復合鏡頭或其他類型的多層鏡頭來完成。盡管研究人員之前曾嘗試使用超透鏡來制造廣角攝像頭，但獲得的圖像往往質量差或具有其他缺點。

而南京大學研究人員使用了一系列超透鏡，每一個都經(jīng)過精心設計，可以聚焦不同范圍的照明角度。因此每個鏡頭都可以清晰地成像廣角物體或場景的一部分，然后通過計算將每個圖像中最清晰的部分拼接在一起以創(chuàng)建最終圖像。

李濤教授還表示：“由于超表面的靈活設計，每個鏡頭的聚焦和成像性能都可以獨立優(yōu)化。因此，拼接后可產(chǎn)生高質量的最終廣角圖像。此外，陣列可以僅使用一層材料制造，以降低成本?！?/p>

平面鏡片可看到更多

為了演示這種新方法，研究人員使用納米制造技術創(chuàng)建了一個超透鏡陣列并將其直接安裝到CMOS傳感器上，從而創(chuàng)建了一個尺寸約為1 cm × 1 cm × 0.3 cm的平面攝像頭。然后，研究人員使用該攝像頭拍攝了一個廣角場景，且該場景是使用兩臺投影儀照亮攝像頭周圍15厘米距離的曲面屏幕。

為了進行對比，研究人員同時采用基于單一傳統(tǒng)元透鏡的攝像頭和新型平面攝像頭對投影在曲面屏幕上的“南京大學”字樣進行成像。平面攝像頭產(chǎn)生的圖像可以清晰地顯示每個字母，并且具有大于120°的視角，是基于傳統(tǒng)元透鏡的攝像頭的三倍以上。

研究人員指出，這項研究中展示的平面攝像頭使用的單個超透鏡的直徑僅為0.3 毫米。他們計劃將直徑擴大至1到5毫米，以提高攝像頭的成像質量。優(yōu)化后，該陣列可以量產(chǎn)，從而降低每個設備的成本。

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