戴琼海院士《Nature》：用于像差校正3D摄影的集成成像传感器

吴宗涵

2022-10-20

二维（2D）平面成像传感器使许多领域发生了革命性的变化，包括工业检测、移动设备、自动驾驶、监控、医学诊断、生物学和天文学，近年来围绕平面成像传感器的相关研究也迅速增加。然而，成像系统的实际性能基本上都受到透镜性能不全或环境干扰引起的空间不均匀光学像差等因素的限制。鉴于此，来自清华大学自动化系的戴琼海院士团队提出了一种集成扫描光场成像传感器（元成像传感器），用于实现高速像差校正三维摄影，且无需额外的硬件修改即可实现通用性应用。

文章要点：

1) 该元成像传感器不是直接检测二维强度投影，而是通过振动编码微透镜阵列捕获超精细的四维光场分布，从而在后期处理中灵活而精确地合成复杂的场调制图像；

2) 使用该传感器，研究者利用单个球面透镜实现说了高性能摄影，最高可达千兆像素，且无需事先获取数据，从而大大降低了系统容量和光学成像成本；

3) 即使在存在动态大气湍流的情况下，元成像传感器也可以在1000弧秒范围内，在80厘米的地面望远镜上进行多点像差校正，同时不降低采集速度，这为高分辨率天气学天空勘测提供了潜在技术基础。

参考资料：

Wu, J., Guo, Y., Deng, C. et al. An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography. Nature (2022).

DOI: 10.1038/s41586-022-05306-8

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05306-8