仿生超薄阵列相机可捕捉超分辨率图像

自然界中生物视觉系统的独特结构启发科学家设计超紧凑的成像系统。Ki-hyun Jeong教授领导的研究小组制造了一种超小型相机，可以拍摄高对比度和高分辨率的图像。该相机完全封装了微光学元件，如图像传感器上的倒置微透镜、多层针孔阵列和间隙垫片。其总光程为740m，视场为73。

受纸黄蜂物种Xenos peckii眼睛结构的启发，研究团队完全抑制了微透镜之间的光学噪声，同时降低了相机的厚度。该相机已成功演示了从微透镜获得的高对比度清晰阵列图像。为了进一步提高拍摄图像的图像质量，该团队通过超分辨率成像将排列好的图像合并为一幅图像。

昆虫复眼具有优良的视觉特性，例如宽视角、高运动灵敏度和大景深，同时保持小焦距的小视觉结构。其中，Xenos peckii的眼睛和黄蜂身上发现的体内寄生虫在一个晶状体中有数百个光感受器，这与传统的复眼不同。特别是成年Xenos peckii的眼睛结构在单眼上有数百个光感受器，为超薄相机或成像应用提供了工程灵感，因为它们比其他复眼具有更高的视敏度。

例如，Xenos peckii的眼睛启发相机提供了比节肢动物眼睛高50倍的空间分辨率。此外，利用相邻孔之间的图像重叠，可以进一步提高Xenos peckii眼的有效图像分辨率。这种独特的结构提供了比其他昆虫眼睛更高的视觉分辨率。

该团队通过一种新颖的微光学元件阵列设计实现了高对比度和超分辨率成像，这种设计包括直接堆叠在图像传感器上的多层孔径阵列和倒置微透镜阵列。光学部件与互补金属氧化物半导体图像传感器集成在一起。

这是超分辨率成像的首次演示，可以从高对比度阵列图像中获得高对比度、高分辨率的单幅集成图像。预计超薄阵列相机可用于进一步开发移动设备、先进的监视车辆和内窥镜。

郑教授说：“这项研究推动了影像技术的技术进步。我们将继续努力从天然光子结构中寻找灵感，这将对微技术和纳米技术领域的多学科研究项目产生重大影响。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！