科学家研发出3D打印镜头以用于微型摄像机监视系统

近日，来自德国斯图加特大学的一组研究人员开发了可用于微型摄像机监视系统的3D打印镜头。据悉，该镜头采用“移动成像”，通过提供超锐的中心焦点和比其他相机更宽的周边视觉来模仿自然视觉。

在人类中，中央凹是具有最高光敏感细胞浓度的眼睛背部的一部分，这就是为什么我们的中心焦点比我们的周边视觉更尖锐。现在，由于来自斯图加特大学的研究，这种视觉可以使用专门的相机与3D打印镜头重新创建。

该研究项目最近发表在“科学进展”杂志上，题为“3D打印鹰眼：用于瓣移成像的复合微透镜系统”。该研究演示了如何使用四个3D打印镜头，让相机可以实现更自然的视觉聚焦。微型摄像机系统可以用于小型监视系统，例如昆虫大小的无人机，以及用于内窥镜和光学传感器。

根据研究人员宣称，相机由四个塑料镜头组成，每个具有不同的焦距，且已经3D打印到单个图像传感器上。该项目标志着第一次将一个复杂的成像系统成功地3D打印到芯片上，形成了一个多孔径的相机。

在使用时，相机的独立镜头每个注册具有不同焦点的图像，其中较长焦距在窄视场中捕获高分辨率，较短焦距在较宽视场上捕获较低分辨率。当使用拼接软件覆盖图像时，结果是“浮动图像”，其中最高聚焦程度在图像的中心。

整个系统小于300微米平方，这是在没有3D打印技术的情况下不可能实现的尺寸。正如研究人员之一HaraldGiessen所说：“没有任何其他方式可以制造这种质量的成像系统。”

3D打印的透镜系统不仅产生更接近有机视场的图像，而且与常规图像相比，还可以减少所需的功率和处理时间。这是因为只有捕获的图像的中心将需要密集处理。

目前，技术有一定的局限性。例如，目前只能使用一种类型的塑料材料来附加地制造透镜。多材料透镜可以提供更好的平衡色差，这将减少视觉失真的机会。照相机系统的其它改进包括抗反射涂层，以及较短的制造时间。据悉，该项目的最终目标是开发鹰眼3D打印相机镜头。