Polymer Lens 結合人類與昆蟲優點的複眼相機鏡頭

Polymer Lens 結合人類與昆蟲優點的複眼相機鏡頭
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在不遠的未來,也許你的手機上會看到這顆複眼鏡頭,它將有更廣角的視野、更快的感光速度,卻不會讓畫面變形,結合人類眼睛的高解析度;原意是用在醫療的內視鏡鏡頭,但更多人認為它的真正市場在手機上。

首先,我們先來知道昆蟲的眼睛與我們人類有何不同?人類眼球優點是影像解析度高/時間解析度低,也就是人類對於影像的解析相當高,但時間解析度指的就是分辨動畫的速度約是24格,當每秒有24幅圖畫在連續變動時,就是人類差不多看不到一張張圖片變化的速度(24fps)。
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而多數昆蟲具備複眼結構(由許多單眼所組成),牠們反而是影像解析度低/時間解析度高,雖然影像解析度比人類差很多,卻能提供廣闊的視野角度,並且可快速計算自己與外界物體的方位、距離,能夠有效快速反應。一般來說昆蟲複眼的時間解析度是人類的10倍,所以我們移動在昆蟲眼裡猶如10倍慢動作;換個方式說,像傳統的日光燈或是冷陰極管電視機,對人類來說是一直亮著物體,但對昆蟲來說是一直明暗明暗的狀態,這個狀態連「閃爍」都談不上,可能像我們關了燈10秒後再開燈的感覺。
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美國多所大學研究團隊發現,若將昆蟲複眼的優點結合人類眼睛的高解析度,將有助於在醫學內視鏡手術上的進步,各團隊也著力開發出一款複相機鏡頭(資料主要來源註明為Ohio State University)。

鏡頭由複合式材組成,在一曲面上做出數個微型凸透鏡(就如同昆蟲的單眼),每一個凸透鏡搭配一個感光元件,這些感光元件彎曲至與凸透鏡相同,以消除影像失真的狀態;而難度不僅是這個類似複眼的鏡片,包含如何讓感光元件彎曲並正確感光則是最為困難之處。
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目前構想是在曲面上打造180個凸透鏡,相當於火蟻或是甲蟲的單眼數量(蜻蜓有28000個單眼);而另外加入人類眼睛的優點,讓每個凸透鏡本身就會產生變化,改變凸透的曲面度,而感光元件依舊要能保持一定的距離接受感光並精確對焦,而不會產生軸外像差。
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但目前該產品還在實驗階段,包含鏡頭材料與機電技術都有待突破,未來將應用於醫學內視鏡的鏡頭,讓醫護人員透過醫學器材有效判斷病症,甚至是內視鏡手術…等。但是真正量產的市場就是手機,多少人渴望有廣角的拍攝角度,加上精準快速對焦系統,是吧!

資料來源:cnetwikipediapetapixelosu

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