镜头革命 哈佛研制平面镜片取代笨重镜头

镜头革命 哈佛研制平面镜片取代笨重镜头

CBSi中国·蜂鸟网 作者:杨炤龙 责编:药一男 [原创] 2012年09月10日 09:30

 经常背着笨重镜头到处跑的摄影师们这回可有幅音了,近日,美国哈佛大学的科技人员研制了一种仅有60纳米厚的超薄平面镜片(比目前的镜头透镜轻薄很多),它可以拍摄出完美的二维影像,成像质量可比拟目前的厚玻璃镜片,而且还没有任何的光学变形问题。


镜头革命 哈佛研制平面镜片取代笨重镜头

镜头革命? 哈佛研制平面镜片取代笨重镜头
三名哈佛研究人员:Francesco Aieta, Federico Capasso, Patrice Genevet

  这种镜片技术的出现将适用于从单反镜头到手机摄像头的所有光学镜头产品,镜头笨重不便携的历史可能因此项技术而一去不复返。

 

·平面镜片技术讲解

  据这个研究小组的首席研究员Federico Capasso讲:“这是一种制造镜片的新方法。当光线透过一层很厚的物质时,会出现相位延迟,而使用新技术后,这样的情况将不会再出现,光线可以在这样的平面镜片表面产生即时的相移。

  哈佛的研究人员给一块极薄的硅晶片镀了一层1纳米厚的金粉,从而做出了一块平面镜片。研究人员将镀金表面的部分剥离,形成了在硅晶体表面均匀分布的许多小的“V”型结构。随后,哈佛的研究人员用一束激光向这个平面镜片进行投射,这些人工的“V”型结构就象是许多个纳米天线,可以在光线进行反射之前,精确的捕捉入射光线。


镜头革命? 哈佛研制平面镜片取代笨重镜头

硅晶片的表面的显微照片:其表面有很多同心圆(直径1mm)的纳米天线,
这样的结构可以让穿过镜片的光线产生不同的延迟效果,即表现为不同的色彩

  这种光线延迟效果的原理与现在使用的镜头厚玻璃透镜相同,而平面镜片还具有透镜镜片不具备的优点,即不会有光学象差问题,比如传统广角镜头的鱼眼效果。至于其它的光学象差现象也将不存在,比如常见的镜头畸变现象。因此,平面镜片得到的成像将是无畸变、高质量的二维影像,目前笨重镜头中各种复杂的象差校正技术也将做古,所以,未来使用“平面镜片”的镜头将会非常的轻薄。

  哈佛研究人员制造的硅晶体表面的纳米天线阵列,可以改变自身的大小、角度、间距来适应各种不同波长的光线。就象这个研究项目的负责人Francesco Aieta所讲:“在未来,平面镜片很可能取代目前大部份光学系统中的笨重镜头。这项技术制造的平面镜片确实能够得到完美影像。”

编辑观点:

  小型化已经是相机未来发展的一个方向。但不可否认的是,由于镜片的光学物理特性,镜头体积一直是相机系统小型化的障碍之一。哈佛平面镜片项目的研究人员已经从技术上证明了,镜片平面化是大有所为的。平面镜片不仅解决了透镜体积大的本质,同时,由于平面镜片具有无畸变、还原真实等特点,目前镜头上使用的复杂透视校正系统也将可以不再被采用。这样的综合效果,可以在未来相机的设计上,实现真正的小型化、口袋化。这一技术的出现,有可能是继胶片变数码之后,相机发展中一项非常重要的革命性技术。