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一种新型的无焦平面镜头相机

一种新型的无焦平面镜头相机
时间: 2020-03-20 05:43 浏览次数:
来自犹他大学的研究人员利用大约千分之一英寸厚的单个透镜研制出了一种不需要对焦的照相机。与大多数智能手机上的传统相机相比,这项技术具有相当大的优势。 研究人员表示,他

来自犹他大学的研究人员利用大约千分之一英寸厚的单个透镜研制出了一种不需要对焦的照相机。与大多数智能手机上的传统相机相比,这项技术具有相当大的优势。
       研究人员表示,他们的平板镜头可以大大减轻相机和其他成像系统的重量、复杂性和成本,同时增加它们的功能。这样的平面镜头可以使智能手机相机、生物医学成像相机如内窥镜、汽车相机更薄更轻。
       这种新型无焦平面镜头可以对相距约6米的物体保持聚焦。平板镜片使用平面上的纳米结构,而不是一般的玻璃或塑料,以获得控制光传播方式的重要光学特性。
       无论是用于智能手机还是显微镜的传统镜头,都需要聚焦以确保物体的细节是清晰的。如果有多个物体在不同距离的相机,每个物体必须分别聚焦。而新的镜头消除了对焦的需要,允许任何相机同时聚焦所有的物体。传统的相机也需要使用多个镜头来同时聚焦不同颜色的光,这种新的设计可以用来创建一个单一的平面镜头,实现聚焦所有颜色的光,从而简化相机结构。
       与传统光学形成鲜明对比的是,这项研究表明光的传输受理想透镜影响的方式不止一种,这一概念被称为光瞳函数。这为镜头光瞳函数打开了无限的可能性,并有可能极大扩展镜头的焦深。
       在选择了最佳的焦深透镜设计后,研究人员使用纳米制造技术制作了一个原型透镜。实验证实,新透镜的表现与预期一致,并且获得了比同等传统透镜大几个数量级的焦深。
       研究人员使用了红外光和相对较低的数值孔径。他们计划将镜头扩大到更大的数值孔径,并将其用于全可见光光谱。在这些镜片商业化之前,还需要努力确保它们能够大规模生产。

图:多级衍射透镜(MDL)原理图

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