光学新闻 20220502

近两周的五篇光学新闻:

  1. Vivo X80 / Pro 正式发布 —
  2. Porotech展出全球首款InGaN 基红光Micro LED 显示器 —
  3. SensiBel光学MEMS麦克风 —
  4. 基于超构透镜集成的平面广角相机—
  5. 一款拥有极限成像景深的超构透镜光场相机

Vivo X80 / Pro 正式发布

评论:4 月 25 日的发布会上,vivo X80 系列正式发布。其中基础版的 vivo X80 标准版搭载联发科 4nm 旗舰芯片天玑 9000(Pro 是天玑 9000、骁龙 8 双版本),配备 V1+ 自研影像芯片。我们主要关注影像方面,其中值得关注的有IMX866首发的RGBW大底传感器,Pro配备的人像微云台,ALD镀膜技术等。Vivo 表示,通过吸取第一代自研芯片 V1 的调教经验,用 X80 为大家带来全新自研芯 V1+,它既是一颗影像芯片,又是一颗独显芯片,配合天玑 9000 组成第二代双芯旗舰。

观察这两年的手机,镜头这里是越来越难突破和创新了,这是分久必和的时期,镜头的数量基本到头了,质量也都达到了一个不错的高度,what next?

新闻稿


Porotech展出全球首款InGaN 基红光Micro LED 显示器

评论:英国剑桥大学衍生的Micro LED 公司Porotech 去年在微型显示器技术大突破,于今年Touch Taiwan 2022 发表全球第一套氮化铟镓(InGaN)基的红光、蓝光、绿光的Micro LED 显示器,解析度为1,920 x 1,080,亮度至少可达200 万尼特(≥ 2M nits)。Porotech是工业界第一家展示出用一种材料和工具链实现三种颜色的公司,他们依赖的是其专利技术平台PoroGaN™,其中原生的红色InGaN显示。该公司的技术可以实现三种颜色都达到高亮度高效率和小型化。

Micro LED会是近几年AR,VR的必争之地。

新闻稿


SensiBel光学MEMS麦克风

评论:MEMS麦克风创新厂商sensiBel近日宣布完成1500万欧元A轮融资,此轮融资由德国TRUMPF Venture领投,其他投资方包括欧洲理事会EIC Fund、Skagerak Capital、Investinor和SINTEF Venture IV。sensiBel计划利用这笔资金扩大生产。传统电容式MEMS麦克风关键参数的改进已经达到了极限。sensiBel申请专利的光学MEMS技术基于干涉和衍射光学现象,这两种现象都源于光的波动特性。简单来说,sensiBel的光学MEMS麦克风通过利用一颗微型低功耗VCSEL激光器,结合一个微型集成干涉仪,可以极其精确地测量硅基振膜的运动。整个光学系统的尺寸实际上不到一个立方毫米。这种超低自噪声读出原理,使其麦克风具有很高的信噪比(SNR)和声学过载点(AOP),并且还在非常小的MEMS封装中实现了低功耗。

Trumpf作为VCSEL生产商投资这个企业完全说得通,不知道这个改变对于传统声学企业有何影响,对于生产,这种零部件可能需要光学和声学的双重校准,专利上是否使用这种方案可能需要看终端公司的态度,成本也是需要考量的一个因素。

新闻稿


基于超构透镜集成的平面广角相机

评论:南京大学李涛教授、祝世宁院士的研究团队研发出一种基于超构透镜阵列的平面广角相机,仅用亚微米厚的单层超构透镜阵列就实现了超过120°视角高质量的广角成像功能。该工作充分发挥了超构透镜超轻、超薄的优势,结合团队之前开发的超构透镜与CMOS成像芯片,整个平面广角相机相较商用鱼眼镜头在体积和重量上具有巨大优势(下图b平面广角相机的尺寸约1 cm×1 cm×0.3 cm)。李涛教授团队提出了一种基于超构透镜阵列的广角成像方案。其实现原理是对阵列中的每个透镜相位进行精心设计,在双曲聚焦相位的基础上附加一定的角度修正项,使得每个透镜可以对一定角度范围内的入射光高质量聚焦。阵列中所有透镜负责的角度范围可以覆盖120°的视角范围,然后通过将每个透镜的子图像拼接可以得到完整的广角成像。

重点在于拼接,牺牲空间,用多个透镜换视场角,这么个思路的话,普通相机用复眼睛式的镜头也可以实现,不过Metalens的好处就是它是平的。

论文


一款拥有极限成像景深的超构透镜光场相机

评论:南京大学,马里兰大学帕克分校,NIST的研究者们联合工作,借鉴古代三叶虫的复眼结构,实现了一款拥有极限成像景深的超构透镜光场相机,下图展示了三叶虫的复眼结构。

该相机可以同时以一个清晰的视角,来拍摄距镜头距离30 mm至1.7公里范围内的所有物体。同时,为了进一步提高相机的视觉效果,研究人员还设计了一套完备的算法,用高性能计算机对拍摄所得的图像进行色差矫正,能够同时精确识别物体在视场中的远近位置,实现对于不同位置物体轮廓的锐化,助力覆盖巨大景深范围全聚焦图像的生成。

该相机采用了纳米加工的技术手段,基于超表面结构,搭建出精确排布的超透镜阵列(Matelens Array),同时结合多层的卷积神经网络算法,对像差进行进一步的优化。该相机的物理结构表征如下图a所示,光线需要依次通过主透镜和超透镜阵列,最终才能被传感器平面所捕获。b图中可以看到,超透镜阵列专门用于对光的状态进行调整,包括光束的偏振状态及其他特性。而这种结构一般会包含数以百万计的纳米柱,纳米柱被镶嵌或刻蚀在平坦的玻璃表面,构成了性能指标极佳的超平面,这种超平面有助于实现高精度的光学成像。最下图展示了对于30mm到1.7公里范围内的成像质量,非常的好。

近期无论是神经网络和超透镜的要求,都有一种感觉,就是几何光学,衍射光学,神经网络的结合。不像以前镜头做镜头的事情,sensor做sensor的事情,现在整体的imaging pipline被集成在了一起,所有元器件被放在一起设计并优化,最终实现一个更加好的结果。

论文


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