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研究人员借3D打印创造出如“鹰眼”一般的传感器

导读: 据报道,来自德国斯图加特大学的Harald Giessen教授及其团队在《走近科学》杂志上发表了他们在技术光学领域取得的突破性成果……

据报道,来自德国斯图加特大学的Harald Giessen教授及其团队在《走近科学》(Science Advances)杂志上发表了他们在技术光学领域取得的突破性成果:斯图加特大学的研究人员们使用Nanoscribe公司的Photonic Professional GT系统将不同焦距的显微物镜打印到了具有高分辨率的CMOS芯片上。所有由芯片上的镜头所创建的图像将同时通过电信号读出,并在中心处理成具有显著改善分辨率的图像。

在此之前,想要生成这种所谓的“小凹成像”需要用到大量的摄像头和传感器,在汽车行业,这种成像系统必须安装在车辆周围。由于这种新方法的出现,研究人员得以使用传感器生产出可以反射超广域,宛若鹰眼视野的摄像头。除了汽车行业,研究人员也展望了智能手机,或是医学领域的应用前景。

拥有“鹰眼”是怎样的一番体验?大概就是能将长相相似的外科医生和间谍很快地区别出来。多亏一款新型摄像头,让人眼获得与鹰眼相同的工作方式,尽管它还不如一粒盐大。以间谍工具为参考,科学家们在几年前开始研究微透镜,新版本改进了镜头的视野和聚焦能力。

根据《走近科学》的报告,研究人员所创建的最新版本使用3D打印机进行注塑加工,它的表现已经与鹰眼无异。摄像机使用了4个镜头,每个镜头被设置成不同的焦距,并安装在一款图像读取微芯片之上,芯片将4个镜头的数据编译成单个图像。这些微镜头通过模仿被称为视网膜中央凹视觉的原理来进行工作,允许众多捕捉者以低分辨率看到广阔的视野,同时又能以高分辨率聚焦在单个物体上。

人类之所以能获得这样的能力是因为我们的中央凹,一个在我们眼睛背面的小凹,里面充满了可以感知色彩的锥体细胞,这是光线直接照射锥体的唯一地

方。老鹰的锥体很多,因此它的中央凹很深,这就是为什么人们用“鹰眼”来形容全方位视野。

但是,这款芯片依旧有一定的局限:它的分辨率过低,对某些特殊种类的外科手术而言,芯片还是太过笨重。3D打印每个单独的镜头也需要一定的时间。但是,一旦这些限制被解决,这些微型镜头将有可能进入我们的血管,或是作为超小型无人侦察机来监视罪犯。

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