科技生活丨微型镜头尺寸细如一粒盐  高解析影像最合微创医疗

［星岛综合报道］微型相机用途十分广泛，尤其是在医学领域。相机被用于多种程序，如内窥镜检查，帮助医生准确诊断疾病。然而，目前医学上使用的成像技术往往产生模糊和扭曲的图像，限制了其应用。

来自普林斯顿大学和华盛顿大学的一组研究人员最近开发了一种新的摄像系统，尺寸比一粒盐大不了多少。尽管这款相机很小，但它能拍出清晰的全彩图像，媲美镜头大近50万倍的相机拍摄的图像。

在发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上的一篇论文中，研究人员拥有小巧的相机，使其非常适合用于微创医疗诊断程序。此外，研究人员还建议使用成千上万个这样的微型相机阵列，通过将大面积的表面变成相机，来实现「全场景感知」。

与传统相机相比，新的相机系统有很大的不同。它使用了一种叫做「元表面」(metasurface)的技术，这种技术的制造类似于电脑芯片。近160万个圆柱形柱子——几乎和人类爱滋病毒(人体免疫缺陷病毒)的大小差不多——布满了元表面，而元表面本身不到半毫米宽。

「设计和配置这些微型结构来做你想做的事是一个挑战，」论文的合著者、普林斯顿大学电脑科学博士生Ethan Tseng在一份新闻稿中说：「对于捕捉大视场RGB图像的特定任务来说，这是一个挑战，因为有数百万这样的微型结构，我们不清楚如何以最佳方式设计它们。」

每个圆柱形柱子就像一个光学天线，捕捉光线。然而，每个柱子的设计都略有不同。研究人员表示，这对于「正确塑造整个光波表面」是必要的。柱子捕捉到的光线被送入机器学习算法，然后机器学习算法将圆柱形柱子之间的相互作用组合起来，生成一幅模糊的全彩图像。

「虽然光学设计方法并非新鲜事，这是第一个使用表面光学技术的系统，」没有参与这项研究的美国陆军研究实验室前高级研究员和在首席科学家Joseph Mait在一份新闻稿中说。

图片：Princeton University

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