仿人眼设计的新型传感器让你跟相机滤镜说BYE

2023-05-22 09:35

文/陈根

透过眼睛，我们看到了高清的现实世界，五彩缤纷。这主要源于人眼的视网膜中含有对红、绿、蓝光敏感的锥状细胞，以及一个神经网络在信息传输到大脑之前对我们所看到的东西所进行的处理。

据最新研究消息，美国宾夕法尼亚州立大学的科学家们模仿人眼的视网膜设计，开发出了一种新型的图像传感器，它能够对红、绿、蓝三种颜色的感知和神经网络进行处理，以致可以在没有滤镜的情况下产生高质量的图像。

为了在新型传感器中实现仿人眼的效果，科学家们使用了窄带钙钛矿光电探测器。所谓光电探测器是一种能够将光能转化为电信号的器件，对于相机和许多其他光学技术都是必不可少的；窄带光电探测器则能够专注于光谱中的单个部分，比如构成可见光的红、绿、蓝三种颜色。该设备模仿了人类的锥状细胞，并将其连接到一个类神经算法，模仿人类的神经网络，来处理信息并重建图像。

“我们找到了一种新颖的技术方法来设计钙钛矿材料，使其只对一种波长的光敏感。”据研究人员介绍，他们制造了三种不同的钙钛矿材料，分别只对红色、绿色或蓝色有反应。这将绕过现代相机中使用的滤镜，归避了因滤镜而降低分辨率、增加制造复杂度和成本的问题。

据科学家们介绍，相机中的硅光电探测器能够吸收光线，但不能区分颜色。当光线被过滤时，会有一些信息丢失，而这可以通过研发过程中的技术设计来避免。所以，该研发成果代表着未来的相机感应技术，可以帮助人们获得更高的空间分辨率。”

钙钛矿材料的使用，则让这些新设备在吸收光线时还能产生电力，这将为无电池相机技术开辟道路。“只要你在上面照射光线，它就会产生电流。”项目组博士后Luyao Zheng说，“像人们的眼睛一样，不需要施加能量即可捕捉来自光线的信息。”这项研究还将引发人工视网膜生物技术的发展，而基于这项技术的设备将有可能取代我们眼睛中死亡或受损的细胞，从而恢复视力。

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