普林斯顿大学科学家研发微型传感器:盐粒大小 可拍出清晰的全彩图像

[行业新资讯CS2112 日期:2021-12-2,点击:

来自普林斯顿大学和华盛顿大学的科研团队近日开发出了一种微型相机传感器。它的尺寸只有一粒盐那么大,但也可以拍摄出清晰的全彩图像。这种新传感器是由一种捕捉光线的元表面制成的,可以放大到将整个表面变成传感器。

该设备看起来不过是一块刻有圆形图案的透明面板。这个半毫米宽的圆形包含 160 万个圆柱体,每个圆柱体都经过精心设计,以恰到好处的方式弯曲光线,从而使阵列作为一个整体形成光波阵面(optical wavefront)。然后,信号处理算法从该数据中产生一个图像。

由此产生的图像比其他小型传感器要清晰得多。在测试中,该团队显示,新的传感器捕获了 720 x 720 像素的全彩图像,在自然光下捕获波长在 400 至 700 纳米之间的图像,空间分辨率为每毫米 214 个线对。它的视野为 40 度,f 数为 2,研究人员说,这些照片与传统的复合相机镜头拍摄的照片相当,后者比他们的新传感器大 50 万倍。

处理算法在提高图像质量方面做了很多繁重的工作,这些算法是与元表面一起设计的,以确保它们能很好地协同工作。另一个优点是这些设备的生产很简单,这意味着它们应该比较容易扩大生产规模。它们由氮化硅制成,表面的纳米结构可以用深紫外光刻技术生产,这种技术已经用于制造半导体。

该团队说,如果它们被大规模生产,这些设备可用于身体的医疗成像,为小型机器人提供更好的视觉,或者甚至通过在一个表面上铺设数千个这样的传感器,将基本上任何东西变成一个摄像头。

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