模擬昆蟲(chóng)復眼的無(wú)失真超廣角相機

　　包括科羅拉多大學(xué)博爾德分校(University of Colorado Boulder)在內的一組研究人員日前宣佈，已成功透過(guò)模仿蜻蜓、螳螂、蒼繩和其他昆蟲(chóng)的碗狀眼睛，開(kāi)發(fā)出一款實(shí)驗性的數位相機，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(lèi)似于製造隱形眼鏡材料的柔韌微透鏡開(kāi)發(fā)出新的相機塬形，據稱(chēng)可提供幾乎是無(wú)限的景深。

　　附圖 : 研究人員開(kāi)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)

　　傳統的廣角鏡頭如魚(yú)眼(fisheyes)會(huì )讓擷取的影像週邊失真，當光通過(guò)半球狀彎曲鏡面時(shí)，電子檢測器的平坦表面僅會(huì )捕捉到不匹配的影像結果。在新的數位相機研究中，研究人員開(kāi)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)波爾德分校機械工程助理教授Jianliang Xiao指出，這部實(shí)驗相機的創(chuàng )新之處就是將電子檢測器建置到彎曲的表面上。由于大多數電子元件都是硅製成的，而硅材料非常脆弱，因此通常無(wú)法讓硅任意變形。但透過(guò)使用可彎曲的電子元件，他們開(kāi)發(fā)出了可變形的系統，能將它放到彎曲的表面上。

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

　　復眼是由許多「小眼」(ommatidia)組成，每一個(gè)小眼又都由一個(gè)獨立的角膜鏡和一個(gè)晶體椎構成，用于捕捉通過(guò)鏡面的光。小眼的數量是決定解析度的關(guān)鍵，因此節肢動(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和研究團隊開(kāi)發(fā)的相機模仿了角膜鏡-晶錐的配對，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器。相機中使用的透鏡數目與火蟻和樹(shù)皮甲蟲(chóng)復眼的數量相當。Xiao表示，當他開(kāi)始與伊利諾大學(xué)厄巴納香檳分校John Roger實(shí)驗室的博士后研究員展開(kāi)研究時(shí)，為了能用現成的系統來(lái)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。

　　現在每一個(gè)獨立的電子檢測器和每一個(gè)獨立的鏡片都不會(huì )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，這種相機要商業(yè)化還需等待幾年時(shí)間。