物理学者は、古代の生き物の目に基づいて記録的な被写界深度を持つカメラを作成しました

米国国立標準技術研究所の研究者は、一連の小さなメタレンズを作成しました。

物理学者はガラスの平らな表面をコーティングした何百万もの小さなナノサイズの長方形の柱。このようにして形成されたメタサーフェスは、マクロ レンズ (近くの物体用) と望遠レンズ (遠くの物体用) として同時に機能しました。

ナノピラーは、撮影された光を捉えましたシーンと電場の方向に応じてそれを分離しました:左右の円偏光からの光は異なる角度で偏向されました。これは、ナノピラーの配置のおかげで達成されました。それらは、入ってくる光の一部が長方形の長辺を通過し、一部が短辺を通過するように配置されました。光が長距離を移動すると、偏向角が大きくなります。

画像:NIST

開発者は、その光がさまざまな角度で屈折し、さまざまなカメラの焦点に当たります。したがって、光が長方形のナノピラーの長い部分を通過したか短い部分を通過したかに応じて、メタレンズは近くまたは遠くのオブジェクトの画像を作成します。カメラの解像度の深さは、数cmから1.7kmの範囲です。

研究者によると、最大の問題平均的な距離にあるオブジェクトで発生しました。科学者はニューラルネットワークを使用して、金属の近焦点と遠焦点の中間にあるオブジェクトの欠陥(ぼやけや色収差)を認識して修正するようにシステムに教えました。

開発されたメタレンは、画像解像度の低下。さらに、このシステムは収差を自動的に補正するため、エラー耐性が高く、研究者はミニチュアレンズのシンプルで簡単な設計を使用できます。

Amit Agrawal、米国国立標準技術研究所の研究共著者

画像:S。ケリー/ NIST

開発者は、そのようなものを作成するというアイデアに注意します彼らは三葉虫(Dalmanitinasocialis)の目の装置からレンズを借りました。これらの動物は約5億年前に海に生息していました。研究者が指摘しているように、これらの海の生き物は遠近両用の目を持っていました。それぞれの目は茎に取り付けられており、異なる角度で光を屈折させる2つのレンズで構成されています。このような目の配置により、三葉虫は、獲物が近くを泳いでいるのを同時に見ることができ、遠くの敵が1キロメートル以上の距離から近づいてくるのを見ることができました。

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