美国麻省理工学院的工程师与马萨诸塞大学洛厄尔分校的团队合作，设计了一种新型的完全扁平的镜头，被认为是“第一款能够产生清晰的180度全景图像的扁平鱼眼镜头”。该设计利用的是一种叫做"metalens "的物质，该物质是一种薄晶圆材料，具有微观特征，可以一致地以某种方式弯曲光线，"metalens "的一面覆盖着微小的结构，使入射光线得以精确散射，从而创建全景图像。

   工程师们表示，这个镜头现在主要是在光谱的红外部分工作，但也表示，他可以构建一个类似的透镜，使该镜头在可见光下工作。

   该团队还认为，该设计可以适应各种应用，例如智能手机和笔记本电脑中内置的超薄广角镜头、内窥镜、可穿戴电子设备、VR眼镜，以及医学成像设备等等。

   研究人员指出，目前这款扁平的广角镜头依然处于实验阶段，但它有巨大潜力可以显著改变光学领域。该研究得到了DARPA（美国国防部高级研究计划局）在EXTREME项目（据称是一项着重关注光学材料研发的项目）的部分资助。

   鱼眼镜头的出现由来已久，通常被用来拍摄单张照片的全景。这些超广角镜头由多块弧形玻璃制成，可以使光线发生扭曲，从而产生宽广的图像。传统鱼眼镜头面临的挑战是，球面设计和多片玻璃使其体积庞大，生产成本高。

   鱼眼镜头能够扭曲入射光，产生像气泡一样的宽图像。然而，超广角鱼眼镜头通常都是厚实的球状装置，且生产成本通常很高，因此，很难被应用到智能手机等轻便设备中。但此次，研究人员的突破性研究成果可能会让事情出现转机。

   据悉，上述设计的原型设备是所谓的超透镜（metalens）。这意味着它是由一种工程材料（超材料）制成的，它具有天然材料所不具备的特性。镜头由一块毫米厚的氟化钙玻璃组成，其背面涂有一层薄薄的碲化铅薄膜。在这层薄膜上刻有一种称为元原子的纳米级光学结构图案。这些结构有几种不同的形状，每一种都能以特定的方式折射光线。

   具体而言，其工作原理是，当光线通过光圈（如相机的虹膜）并进入镜头时，它穿过玻璃并进入碲化铅薄膜，在那里它以不同的角度通过元原子分散。其结果是被摄体的单一清晰图像，而且视野可达180度。

   不过，目前版本的镜头只适用于红外光，但研究人员表示，通过将纳米结构变得更小并使用不同的材料，它也可以适应于可见光的使用。届时可能的应用不仅包括相机镜头，还包括内窥镜、视频投影仪和虚拟现实眼镜等物品的镜头。

   “这种设计有些令人惊讶，因为有人认为不可能制造出具有超宽视野的超透镜，”麻省理工学院副教授胡珏军表示：“事实上，这实际上可以实现鱼眼图像，这完全超出了人们的预期。”