一颗盐粒大小的相机，还真的能拍照？

原标题:一个盐粒大小的相机真的能拍照吗？

让我们先猜猜这幅画是什么。

你能想象它原来是一架照相机吗？而且还是那种可以正常射击的。

虽然长得没有一粒米那么大，但是拍出来的照片一点也不差。

有图有真相。

左边是超小型相机拍摄的照片。

右边是普通光学相机拍摄的照片。▼

超小型相机拍摄的照片，除了边缘有点模糊外，可以“看到”所有细节。

不算，连录的视频都是它清晰播放的。

左边是普通摄像头拍摄的视频，

右边是超小型摄像机录制的视频。▼

视频中的花瓣线条分明，我甚至无法亲眼看到这些细节。

那么为什么这个比瞳孔小的摄像头能看得这么清楚呢？

这要归功于一种叫做“超结构化表面”的新材料，这是超微型相机洞察的关键。它具有与传统光学元件完全不同的光学特性。

传统的镜片需要结合不同功能的镜片，将光线调节到合适的光路。

透镜调节光路的理论核心是光波通过材料时变慢。

镜片的不同区域有薄有厚，光波通过镜片的时间有早有晚。最后几束光会聚形成虚像的位置将落在最后一束光通过透镜的方向上。

简而言之，可以通过让来自不同区域的光花费不同的时间穿过介质来控制光路的方向。

传统上，光波通过物质的速度是由介质本身决定的。改变介质的光学特性不是不可能的。我们可以找到调节温度、压力和内部分子排列的方法，但这种方法很难微观控制，而且成本很高。

因此，科学家们制定了一个更可行的方案。

由于成像的本质是改变光通过介质的时间，因此有必要以另一种方式满足这一要求。

我们在物理课上学过的光的衍射也可以改变光波的速度。只要障碍物的大小小于光波的波长，光就可以走很长的弯路。

如果设置了更多的障碍物，那么光就要走更长的时间，才能实现对光速的人工控制。

这就是“超结构化表面”的工作原理。介质的不同区域设置了不同的障碍物，使得人们可以人为地设计光路。

在这台超微型相机的“超结构表面”上，160万个不同形状的圆柱体被规则地排列成障碍物，通过这些障碍物，光线将被调整到规定的路线并传输到光敏元件。

放大这些圆柱体。

图中密集的柱状物和空间隙是光波需要经过的路径。不同尺寸的圆柱体作用于不同波长的光线，将光线顺利导入感光元件。

但是考虑到圆柱体的形状设计和数量，如果光路要完全符合人体设计，成功的概率比所有考试都得满分的概率小几个数量级，大大小小。

能达到的最佳效果是什么？发送到感光元件的图片是这样的。

嗯，当你摘下眼镜看着真实的东西时，就是这样。这个镜片的散光有点严重。

我们要想办法把光影收集回来，这样才能得到高清的大图。

既然是聚光能力差的问题，不如先取一个光斑研究一下，镜片要配多少度的“眼镜”。

其原理是将感光元件接收到的所有光信号都丢给AI进行处理。

反正他们比人快，在不断实验和结果反馈的过程中，能得到最好的调整结果，比光学店老板测量你的视力还快。

光拿回晕光圈是不够的，AI必须重新重绘边缘。

提取增强轮廓特征的这一步是经典老电影到4K的反卷积运算。在描摹的过程中，还可以校正失真，增加像素，让画质更清晰。

算法处理后的照片变成了这样。

照片处理的真的很好，可以放到视频里吗？

处理后的视频效果已经达到了和智能手机媲美的水平。

不得不说，超微型相机不仅光学材料性能优异，而且算法强大。有了这个算法加持，无论镜头有多烂，画质都可以保存。

除了这种▼

然而，正是因为你需要一个强大的算法来恢复图像质量，镜头和显卡，你不得不烧掉你的一个相机。

开发者的初衷是为了解决医疗器械应用范围的限制，让纳米镜头代替人眼来窥探病灶，从而为纳米机器人的发展做出贡献。

然而超小型摄像头这个词足以让人警醒，更不用说高清的拍摄质量了。

技术是好技术，要看人歪不歪。

作者:邢鲲编辑:面线

图像和数据源:

https://www . nature . com/articles/s 41467-021-26443-0

https://light . Princeton . edu/publication/neural-nano-optics/回到搜狐看看更多。

负责编辑: