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AI 改變鏡頭系統加速光學創新，設計過程從幾個月縮短到一天

取自：TechNews

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AI 研究室 | 智庫

作者 TechNews 編輯台 | 發布日期 2024 年 08 月 21 日 15:20

沙烏地阿拉伯的阿布杜拉國王科技大學（KAUST）的研究團隊成功開發出名為 DeepLens 的人工智慧系統，能夠自動設計出複雜的光學鏡頭系統。這項突破有望將傳統繁複的鏡頭設計過程從數月縮短至僅需一天，並為光學系統的未來發展帶來無限可能。

DeepLens的核心概念源自於「課程學習」，就像人類學習走路一樣，DeepLens將復雜的鏡頭設計任務分解成一系列逐步進階的子任務。透過這種方式，系統能夠從簡單的設計開始，逐步增加設計的複雜度，最終達到設計出高性能、複雜鏡頭系統的目標。

光學鏡頭傳統設計遇瓶頸

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傳統上，光學鏡頭的設計是一個耗時且高度依賴經驗的過程。設計師需要透過反复的計算和實驗，才能找到最佳的鏡頭設計方案。DeepLens的出現，徹底改變了這個局面。

KAUST的研究團隊表示，DeepLens能夠從頭開始，完全自主地設計出具有多個折射透鏡元件的複雜鏡頭系統。每個透鏡元件都擁有獨特的形狀和屬性，共同組成一個具有優異成像性能的整體系統。

DeepLens 應用前景廣闊
DeepLens的優勢不僅在於設計速度，更在於其設計的彈性與創新。傳統的自動化設計方法往往只能對現有的設計進行微小的改進，而DeepLens則能夠從根本上突破現有的設計框架，創造出全新的光學系統。

DeepLens的應用前景十分廣闊。它不僅可以應用於手機相機，還可以應用於顯微鏡、望遠鏡等各種光學儀器。特別是對於手機相機而言，DeepLens能夠在有限的空間內設計出具有大視場、高分辨率和高光學性能的鏡頭系統，滿足消費者對手機攝影不斷增長的需求。

（Source：自然通訊）

目前，DeepLens主要針對折射透鏡系統進行設計。 KAUST的研究團隊表示，他們正在積極探索將DeepLens擴展到混合光學系統的可能性。混合光學系統結合了折射透鏡、衍射光學元件和超透鏡等多種光學元件，能夠實現更小型的光學系統，並支援更多的新功能，例如光譜成像和聯合顏色深度成像。

研究發表於《自然通訊》。

Revolutionizing Lens Design: AI Cuts Months of Work Down to a Single Day

Curriculum learning for ab initio deep learned refractive optics

（首圖為示意圖，來源：pixabay）

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