複眼透鏡助拍3D影像 理大研新技術降加工成本

撰文:劉淩鋒
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用相機拍照,往往會受現場環境的光線影響,以致照片出現色差、雜訊等問題,有時更會因對焦出錯導致影像模糊。理工大學成功研發高清3D成像系統,利用新技術製造出複眼透鏡,加裝在不同拍攝設備上,再配合電腦程式計算,做到拍攝後再對焦,以及得到物體的3D訊息。

理工大學研發的3D成像技術早前在瑞士日內瓦的國際發明展獲得特別大獎和金獎。(劉淩鋒攝)
利用複眼透鏡拍照可得到3D影像,此圖由約6萬張小相片組成。(理大提供)

模仿昆蟲眼睛做到「先拍攝、後對焦」

理大超精密加工技術國家重點實驗室夥伴實驗室項目經理陳增源指,複眼透鏡模擬昆蟲眼睛,由很多細小呈圓形或六角形的小眼組成,比人類看得更廣更快。「蒼蠅看東西是先獲取影像,再在腦海中重組。」因此,複眼技術可做到「先拍攝、後對焦」,不受光圈限制。

複眼透鏡能安裝在一般相機CMOS感光元件的位置,拍照後可利用理大自行研發的程式,改變聚焦的位置。透鏡能獲取影像的3D資訊,在顯微鏡和胃鏡上尤其重要,陳增源表示:「以往胃鏡若光圈小難以分辨如腫瘤的前後位置,若太大影像又會模糊,透鏡可做到用大光圈但有小光圈的質素。」

新切削技術大降加工成本

陳增源表示以往製造複眼透鏡的光刻法必須利用可讓紫外光穿過的材料,故選擇較少,同時每塊售價達5千元。新研發的系統利用滾筒式的切削法,在細小的膠片上削出多達12萬個長度只有約70微米的小眼(相當於頭髮直徑的3分之2),並將誤差由以往多於100納米減至100納米內。每塊透鏡的模具售價可低至5毫,但質素與傳統方法相當。

將在拍攝3D影像、閉路電視上應用

理大得到創新及科技基金資助1百萬元,並花了約2年時間研究。現時新技術已在中國取得專利,亦正在本港和美國申請。陳增源表示正與一間製造裸眼3D電視機的公司洽談,協助捕捉3D影像,「利用我們的透鏡只用單鏡頭便能做到好像有9個鏡頭拍攝3D影像的效果,在不同角度看也不會感覺假。」實驗室主任李榮彬透露,新技術已應用在深圳市政府的顯微鏡項目,亦正與閉路電視公司洽談。