新型智能透镜:可动态调节,实现复杂光学功能!

时间:2019-08-12 来源: 历史

  导读

  据西班牙光子科学研究所官该网络最近报道说,该研究所与法国巴黎视觉研究所的研究人员密切合作,开发出一种动态可调的智能镜头,可以执行几乎任何复杂的光学功能。

背景

移动设备上的相机性能已被证明是大多数最终用户所追求的功能之一。

苹果)

提高光学图像质量的重要性以及智能手机更薄的趋势迫使制造商增加相机数量,例如,为移动电话提供更好的变焦,低曝光,高质量摄影,半长。照片。但是,为微型光学系统添加额外的镜头并通过电子设备驱动光线并不像看起来那么容易,特别是在小型或狭窄的空间内。

在毫米厚的手机,显微镜或医疗内窥镜的远端集成动态可调变焦镜头需要复杂的镜头组,可以处理全光谱并使用电力在几毫秒内改变形状。迄今为止,称为“液晶空间光调制器”的软材料已成为高分辨率光学成形的首选工具,但已证明这些工具的实施受到性能,尺寸和成本的限制。

创新

最近发表在期刊《自然光子学(NaturePhotonics)》上的PascalBerto,ChangLiu,来自法国InstitutdelaVision的Gilles Tessier和Laurent Philippet,Johann Osmond,AdeelAfridi,由西班牙光子科学研究所(ICFO)教授RomainQuidant领导。 MarcMontagut和BernatMolero紧密合作。展示一种可调节技术,可在不进行任何机械运动的情况下操纵光线。

MarcMontagut)

技术

在这种创建“Smartlens”的新方法中,电流通过经过优化的微米级电阻器进行局部加热,以改变容纳电阻器的透明聚合物板的光学性质。像海市蜃楼(通过热空气折射光线产生的遥远湖泊的幻觉),这个微观的热区折射光线。

MarcMontagut)

在几毫秒内,这个简单的聚合物板可以变成透镜或者可以变回。微型小型智能镜头可以非常快速地加热和冷却,并且消耗的功率非常小。它们可以制作成阵列,作者表明,使用位于每个物体前面的智能镜头,即使场景是彩色的,也可以将不同距离的多个物体聚焦在一个图像上。

通过模拟热扩散和光传播,并使用受自然选择规则启发的算法,作者表明它们可以超越简单的镜头:精心设计的电阻器可以控制非常高水平的光的形状并实现广泛的光学功能。例如,如果在聚合物板上印刷合适的电阻器,则可任选地“激活”或“灭活”聚合物以产生给定的“自由形状”并校正我们视觉中的特定缺陷或光学仪器的像差。

根据RomainQuidant的说法,“令人惊讶的是,这种智能镜头技术具有成本效益和可扩展性,并且已被证明有望用于高端技术系统以及最终用户的简单成像设备。”研究发展很少。动态可调谐设备的成本打开了一个新窗口,将对现有光学系统产生巨大影响。

关键字

成像,相机,光学

参考

[1] PascalBerto,LaurentPhilippet,Johann Osmond,ChangFranoisLiu,AdeelAfridi,MarcMontagut Marques,BernatMoleroAgudo,GillesTessier,RomainQuidant.Tunableandfree-formplanaroptics.NaturePhotonics,2019; DOI: 10.1038/s-019-0486-3

[2]

指南

根据西班牙光子学研究所最近的一份报告,该研究所与巴黎视觉研究所的研究人员密切合作,开发出一种动态可调的智能镜头,几乎可以执行任何复杂的光学功能。

背景

移动设备上的相机性能已被证明是大多数最终用户所追求的功能之一。

苹果)

提高光学图像质量的重要性以及智能手机更薄的趋势迫使制造商增加相机数量,例如,为移动电话提供更好的变焦,低曝光,高质量摄影,半长。照片。但是,为微型光学系统添加额外的镜头并通过电子设备驱动光线并不像看起来那么容易,特别是在小型或狭窄的空间内。

在毫米厚的手机,显微镜或医疗内窥镜的远端集成动态可调变焦镜头需要复杂的镜头组,可以处理全光谱并使用电力在几毫秒内改变形状。迄今为止,称为“液晶空间光调制器”的软材料已成为高分辨率光学成形的首选工具,但已证明这些工具的实施受到性能,尺寸和成本的限制。

创新

最近发表在期刊《自然光子学(NaturePhotonics)》上的PascalBerto,ChangLiu,来自法国InstitutdelaVision的Gilles Tessier和Laurent Philippet,Johann Osmond,AdeelAfridi,由西班牙光子科学研究所(ICFO)教授RomainQuidant领导。 MarcMontagut和BernatMolero紧密合作。展示一种可调节技术,可在不进行任何机械运动的情况下操纵光线。

MarcMontagut)

技术

在这种创建“Smartlens”的新方法中,电流通过经过优化的微米级电阻器进行局部加热,以改变容纳电阻器的透明聚合物板的光学性质。像海市蜃楼(通过热空气折射光线产生的遥远湖泊的幻觉),这个微观的热区折射光线。

MarcMontagut)

在几毫秒内,这个简单的聚合物板可以变成透镜或者可以变回。微型小型智能镜头可以非常快速地加热和冷却,并且消耗的功率非常小。它们可以制作成阵列,作者表明,使用位于每个物体前面的智能镜头,即使场景是彩色的,也可以将不同距离的多个物体聚焦在一个图像上。

通过模拟热扩散和光传播,并使用受自然选择规则启发的算法,作者表明它们可以超越简单的镜头:精心设计的电阻器可以控制非常高水平的光的形状并实现广泛的光学功能。例如,如果在聚合物板上印刷合适的电阻器,则可任选地“激活”或“灭活”聚合物以产生给定的“自由形状”并校正我们视觉中的特定缺陷或光学仪器的像差。

根据RomainQuidant的说法,“令人惊讶的是,这种智能镜头技术具有成本效益和可扩展性,并且已被证明有望用于高端技术系统以及最终用户的简单成像设备。”研究发展很少。动态可调谐设备的成本打开了一个新窗口,将对现有光学系统产生巨大影响。

关键字

成像,相机,光学

参考

[1] PascalBerto,LaurentPhilippet,Johann Osmond,ChangFranoisLiu,AdeelAfridi,MarcMontagut Marques,BernatMoleroAgudo,GillesTessier,RomainQuidant.Tunableandfree-formplanaroptics.NaturePhotonics,2019; DOI: 10.1038/s-019-0486-3

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