普林斯顿大学和华盛顿大学的研究人员开发出一种盐粒大小的高分辨率全彩色相机，这是下一代超表面技术。 长期以来，人们一直认为微型相机有可能发现人体问题并帮助科学家和医疗专业人员治疗各种疾病，但过去基于超表面的紧凑型相机的实现只能产生模糊、扭曲的图像，并且视野有限。看法。
研究人员说：“虽然具有亚微米像素的传感器确实存在，但传统光学的基本局限性已经禁止进一步小型化。” “传统成像系统由一系列可校正像差的折射元件组成，这些庞大的镜头对相机的占地面积施加了下限。另一个基本障碍是难以缩短焦距，因为这会导致更大的色差。” 但这些研究人员似乎已经克服了这些问题。在发表在《自然》杂志上并由普林斯顿大学总结的一篇论文中，该团队表明，它能够制作出他们所描述的“清晰”全彩照片，与传统复合相机的 500,000 倍“相当”。该团队将新相机称为“神经纳米光学”系统。 该超颖镶嵌着160万的圆柱形立柱是每个粗的HIV病毒的大小。普林斯顿解释说，每个柱子都有独特的几何形状和功能，就像光学天线一样。这些独特的圆柱体与机器学习算法相结合，可以解释光如何撞击每个圆柱体并将数据组合在一起以生成高质量的图像。
下图是论文中的一张图，显示了与以前的方法相比，神经纳米光学相机可以捕捉到的内容。 研究人员解释说：“我们与为 511 nm 设计的传统双曲线元光学器件和 Colburn 等人的最先进的立方元光学器件进行了比较。” “补充说明 11 中显示了与替代单光学和元光学设计的其他实验比较。使用六元素复合光学器件获取真实图像，其体积比元光学器件大 550,000 倍。我们完整的计算重建管道以实时速率运行，处理 720 px × 720 px RGB 捕获仅需要 58 毫秒。”  先前的微型图像示例（左）与新的神经纳米光学相机结果（右）。| 通过普林斯顿工程研究人员现在正在努力为相机增加更多的计算能力，除了提高图像质量之外，他们还希望增加与医学和机器人技术相关的物体检测和传感能力。
“我们可以将单个表面变成具有超高分辨率的摄像头，这样你的手机背面就不再需要三个摄像头了，但整个手机背面将变成一个巨大的摄像头，”该研究的 Felix Heide普林斯顿大学计算机科学系的资深作者和助理教授说。“我们可以想出完全不同的方式来构建未来的设备。”
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发表于 2021-12-3 18:42:27
