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)會讓擷取的影像週邊失真，當(dāng)光通過半球狀彎曲鏡面時，電子檢測器的平坦表面僅會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。

　　長久以來，模仿節(jié)肢動物的復(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物低，但卻讓節(jié)肢動物擁有更寬廣的視場，以及更高的運(yùn)動感知能力和景深。

　　復(fù)眼是由許多「小眼」(ommatidia)組成，每一個小眼又都由一個獨(dú)立的角膜鏡和一個晶體椎構(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)肢動物的眼睛解析度差異也很大，工蟻通常只有100個小眼，而蜻蜓則有28,000個。

　　Xiao和研究團(tuán)隊開發(fā)的相機(jī)模仿了角膜鏡-晶錐的配對，擁有180個微型透鏡，每一個都擁有自己的小型電子檢測器。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，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)在每一個獨(dú)立的電子檢測器和每一個獨(dú)立的鏡片都不會變形，但檢測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)化還需等待幾年時間。