厲害了！這是一個不需要鏡頭的相機

圖片來源：Caltech / Hajimiri Lab

工程師們發明了一種不需要任何透鏡的相機，他們正試圖用具有相同功能的材料來代替曲面鏡，那就是超薄光學相控陣！

研究人員希望這一發現能讓一大片平整的表面變成圖像收集器。

為了捕捉完美的照片，相機通常會使用各種型號的透鏡。在數碼相機中，透鏡通常用於將光聚焦到數字感測器上。光相控陣列具有一組光接收器，在光被捕獲時，會加入一分鐘的時延（即相位偏移），使得相機可以從不同的方向切換焦點，從不同的方向，或是對不同的對象進行成像。

「就像生活中的其他事件一樣，時機決定一切」，來自加州理工學院的Ali Hajimiri 表示，「在我們的新系統中，你可以選擇你需要的方向，通過以毫秒為單位的毫秒級精度控制時序，來觀察你面前照片的很小一部分。」

相控陣成像。圖片來源：維基百科

無鏡頭相機是由集成在硅晶元上的薄光敏硅元件製成。陣列中的每個光敏元件都會接收光波，除了一個方向的光波會得到加強，其他方向的都會進行相消干涉（兩光波氣相抵消振幅等於零）。 在這個方向上，光波放大后，形成一個可以用電子控制的「聚焦凝視」。

首席研究員Reza Fatemi表示：「攝像機的作用類似於通過一根薄管，並在整個視野中進行掃描，我們可以通過操縱光而不是移動機械物體，來以非常快的速度形成圖像。」

大家先平復一下激動的心情，目前的版本僅是一個概念上的證明。它由八乘八像素陣列中的64個光接收器排列組成，它所創造的圖像與你的智能手機當前捕捉到的圖像是不一樣的。

研究人員們希望隨著時間的推移，對於這個概念相機的進一步優化將會撼動整個攝影界。

「這個應用是無止境的」，研究團隊的另一個成員Behrooz Abiri表示，「即使是在如今的智能手機中，相機也會成為你的手機往更薄方向發展的一個限制，一旦經歷了升級換代，這個技術將會導致鏡頭以及尺寸較厚的手機過時。」

未來的研究將側重於通過設計晶元來擴大相機規模，這些晶元將會結合大量的接收器，從而創建出更高解析度的圖像，並獲得更高的靈敏度。由於這個相機實在是太薄了，所以甚至可以將這個技術運用在一些奇妙的地方，比如天文學。

Hajimiri表示：「該技術使用低成本的硅光子學薄層電子，來控制攝像機的所有光學特性，而無需任何機械運動，鏡頭或鏡子的幫助，這就像開啟了一個成像的新世界，它可以看起來像壁紙，百葉窗，甚至是可穿戴的面料。」

該研究發表在《OSA技術文摘》上。

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 土豆同學，轉載須授權