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古老剪纸技术造就全新“人眼”相机

双向拉伸剪纸片示意图。

techxplore.com网站当地时间6月28日报道,美国休斯敦大学机械工程系副教授Cunjiang Yu领导的团队开发了一款搭载可弯曲、高适应性成像传感器的相机,它可以提高内窥镜、夜视镜、人工复眼和鱼眼相机的图像质量。相关研究成果刊登在《自然・电子学》杂志中。

Yu将剪纸原理应用于成像传感器的薄片制造,使其能够拉伸和弯折。与超薄蛇形开放网络或岛桥结构等其他类型的柔性电子结构相比,基于剪纸设计的结构具有更高的填充因子,这意味着它保留了高像素密度,能构建质量更高的图像。Yu说:“现有的可弯曲成像仪要么不能与可调焦表面兼容,要么像素密度和像素填充因子较低。这种受剪纸技术启发设计的新型成像机在拉伸前具有78%的高像素填充因子,在双向拉伸30%后仍能保持光电性能。”

使用传统刚性平面成像传感器的数码相机系统,需要借助复杂而笨重的镜头来纠正光学像差;剪纸相机则与人眼类似,只需要使用单个镜头就能纠正像差,并且拥有视野宽、体积小等其他优点。

此外,剪纸相机的形状自适应性,使其能够清晰地捕捉不同距离的物体。Yu说:“通过将凹面相机与可调镜头组合在一块磁性橡胶片上,新的自适应成像机可以实现不同距离物体的视图聚焦。自适应光学聚焦是通过调整镜头的焦距和成像器的曲率来实现的,它能保证物体在低像差的条件下清晰成像。”

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然・电子学》

期刊编号:2520-1131

原文链接:https://techxplore.com/news/2021-06-ancient-art-kirigami-eyeball-like-camera.html

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