生物启发超阵列相机捕获超级分辨率的图像

超薄阵列相机。

超薄但完全包装的高分辨率相机。

自然界生物视觉系统的独特结构启发了科学家设计超紧凑型成像系统。一位由Ki-Hun Jeong教授领导的研究小组制作了一种超紧凑的摄像头，捕获高对比度和高分辨率图像。通过倒微型透镜，多层针孔阵列，多层针孔阵列和图像传感器上的间隙隔离物完全封装，相机具有740μ米的总轨道长度和73的视野°。

灵感来自纸张黄纸种Xenos Peckii的眼部结构，研究团队在微透镜之间完全抑制了微透镜之间的光学噪声，同时减少了相机厚度。相机已成功显示从小微透镜获取的高对比度清晰的阵列图像。为了进一步提高捕获图像的图像质量，团队通过超分辨率成像将阵列的图像组合成一个图像。

阵列图像的超级分辨率成像。

昆虫的复合眼具有卓越的视觉特性，例如宽视角，高运动灵敏度和大景深，同时保持小体积的焦距的视觉结构。其中，Xenos Peckii的眼睛和在纸上发现的内甲酸钠在单个透镜中具有数百个光感受器，不同于常规复合眼睛。特别地，成人Xenos Peckii的眼部结构在辛辛孔眼上表现出数百个感光感剂，并为超薄相机或成像应用提供工程灵感，因为它们具有比其他复合眼更高的视力。

例如，Xenos Peckii的眼睛启发相机提供的空间分辨率比基于节肢动物的眼睛更高的50倍。另外，可以使用相邻孔眼之间的图像重叠进一步改善Xenos佩佩尼眼睛的有效图像分辨率。这种独特的结构提供比其他昆虫的视觉分辨率更高。

该团队通过新颖的微光学元件的小型阵列设计实现了高对比度和超分辨率的成像，包括多层孔径阵列和直接堆叠在图像传感器上的倒微透镜阵列。该光学部件与互补金属氧化物半导体图像传感器集成。

这是超分辨率成像的首次演示，其获取具有从高对比度阵列图像重建的高对比度和高分辨率的高对比度和高分辨率的功率。预计这款超薄排列的相机可以应用于进一步开发移动设备，高级监视车辆和内窥镜。

陈教授说，“这项研究导致了成像技术的技术进步。我们将继续努力对微技术和纳米技术领域的多学科研究项目产生重大影响，寻求自然光子结构的灵感。“

参考：Kisoo Kim，Kyung-Won Jang，Jae-Kwan Ryu＆Ki-Hun Jeong，2月27日，Kyung-Won Kim，Might：科学与应用.DOI：
10.1038 / s41377-020-0261-8

这项工作上个月在光学科学和应用中得到了特色，并得到了韩国国家研究基金会（NRF）和韩国卫生和福利部的支持。