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去掉光学透镜 让摄像头大幅降价

导读: 美国Rambus公司正在探讨将可无需光学透镜的图像传感器技术用於红外线领域。红外图像传感器的夜间视认性高,在车载和安全领域的用途扩大备受期待。

  美国Rambus公司正在探讨将可无需光学透镜的图像传感器技术用於红外线领域。红外图像传感器的夜间视认性高,在车载和安全领域的用途扩大备受期待。但光学部件等的高成本阻碍了红外图像传感器的普及。Rambus认为其能大幅削减光学部件的技术适合红外线领域,所以将加速推进实用化。目前,已经试制出适合红外图像传感器使用的摄像头。

  Rambus试制的摄像头(左)和无需使用透镜的光学部件试制品

  无光学透镜图像传感器技术是在图像传感器元件前方配置了可衍射入射光的机构(图1)。投射到元件上的投影光虽然不是实像的缩小图像,但可通过运算处理复原。但只能获得比元件自身的分辨率要低的图像。

  图1:利用光的衍射

  用无透镜摄像头拍摄(a)图,可获得(b)图(模拟)或(c)图(实际图像传感器)。这些图像在图像传感器前方实施了(d)和(e)等μm单位的凹凸图案,用来衍射入射光,使之进入图像传感器并实施运算处理来获得图像。(d)的红线截面为特殊图案。(图和照片由Rambus提供)

  衍射机构由透过可见光和红外光的材料(树脂和玻璃等)构成,设置了有规则的凹凸图案。凹凸图案不容易受尺寸误差的影响,而且采用在之后的运算处理中能复原图像的特殊形状。具体来说就是,截面形状与轴对称接近。在基准线左右翻转其中一面的凹凸,会形成轴对称(图1(e))。通过这种截面组合可利用多种图案,根据用途加以优化。

  该技术的核心,在於结合衍射机构和运算处理,无需使用聚光透镜即可摄像。Rambus公司2013年之前在“TrillionSensorsSummitJapan2013”等研讨会和学会上公开了该技术的基本原理。

  该技术用於红外线时,虽然无需支持红外线的透镜,但衍射机构需要使用不吸收红外线的材料。衍射机构比透镜小且薄,也无需研磨工序,因此易於降低成本。

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