KAUST（阿卜杜拉國王科技大學）研究人員的DeepLens 方法可自動設計複雜的透鏡系統，將設計過程從數月縮短到一天，並有可能擴展到混合光學系統。一種用於設計成像系統中光學鏡頭的自動計算方法，有可能在沒有人工參與的情況下實現最佳解決方案，從而大大減少通常所需的時間和費用。這項進步可提高手機相機的品質或創新功能。

DeepLens 設計方法在創建經典光學設計和擴展景深計算透鏡方面都非常有效。資料來源：2024 KAUST; Heno Hwang

DeepLens 設計方法由KAUST的楊新閣、傅強和沃爾夫岡-海德里希開發，基於”課程學習”的概念，採用結構化、迭代、分階段的方法，考慮成像系統的關鍵參數，如分辨率、光圈和視場。

人工智慧系統和人類一樣，很難在沒有指導的情況下從頭開始學習複雜的任務。例如，人類要先學會爬、站、走，然後才能最終學會跳、跳舞或運動。同樣，課程學習將複雜的任務（這裡指的是複雜鏡頭系統的設計）分解成複雜度不斷增加的各個階段，逐步提高對解析度、光圈大小和視野的要求。

重要的是，該方案不需要以人類設計為起點。相反，它可以完全自行設計一個複合光學系統，該系統由多個折射透鏡元件組成，每個元件都有自己定制的形狀和特性，以提供最佳的整體性能。

傳統的自動化方法只能對現有設計進行微小的優化，”楊新閣評論說。”我們的方法可以從一開始就優化複雜的透鏡設計，將經驗豐富的工程師數月的手工工作大幅減少到一天的計算時間。 “

這種方法已被證明在創建經典光學設計和擴展景深計算透鏡方面非常有效。這是在手機大小的外形尺寸中，利用具有高非球面和短後焦距的透鏡元件實現的大視野。它還在六元件經典成像系統中進行了測試，分析了其設計和光學性能的演變，因為它調整了設計以滿足設計規格。

“我們的方法專門針對多元素折射透鏡的設計，這種透鏡在從顯微鏡到手機相機和望遠鏡等設備中都很常見。預計涉及行動裝置相機設計的公司會對此產生濃厚興趣，因為在這些設備中，由於硬體限制，必須透過計算輔助才能獲得最佳影像品質。

目前，DeepLens 方法僅適用於折射透鏡元件，但該團隊表示，目前正在努力將此方案擴展到將折射透鏡與衍射光學元件和金屬透鏡相結合的混合光學系統。這將進一步實現成像系統的微型化，並釋放出新的功能，如光譜相機和聯合彩色深度成像。

編譯自/ ScitechDaily