相机能不能不要镜头，直接让感光元件对着物体拍？为什么一定要有个镜头？

相机能不能不要镜头？答案是肯定的，绝对可以。

首先我们得先看看传统的“镜头”究竟起了什么作用。

在传统相机里，镜头的任务是把光线进行“点对点”的强制分配。物体上某个点反射的一束光，穿过镜头，必须精准地打在感光元件的某一行某一列那个像素上。

如果没了镜头，反射光就会射向感光元件的每一个角落。与此同时，物体其他点发出的光，也全都铺满了整个感光元件。感光元件上的每一个像素，都同时接收到了来自物体所有部位的光。所有信息混乱叠加在一起，最终形成一个人眼无法看出任何信息的图像。

所以，去除镜头的核心难点，在于无法分辨光是从哪来的。

2016年，UCLA的Ozcan团队在论文《Lensless Imaging and Sensing》中，直接把物体紧贴在传感器上 。

这就是所谓的“片上显微镜”（On-Chip Microscopy）。看下图 (a) 所示的结构，光源在上面，样品紧紧贴着下面的传感器。因为距离极近，光线还没来得及发散就被捕捉了。这时候感光元件记录下的是带有干涉条纹的“全息图”。

这种方法非常巧妙，不仅能拍出细胞，还可以利用一种“像素超分辨率”技术，通过轻微移动光源，合成比原始图像清晰得多的图像 。

下图是对比图，图 (a) 是原始的模糊全息图，而经过算法处理后的图 (b) ，可以看见高空间频率的全息条纹。

这种显微镜还可以塞进手机里用于医疗诊断。

不过，这种方法的巧妙也是它的最大弱点：物体必须紧贴传感器。如果想拍几米外的物体，光线早就发散得无影无踪了。不过还有其他科学家通过引入散射片来代替透镜，利用光斑的编码来反演图像。虽然在学术上他们仍称其为“无透镜相机”。

要想拍清楚远处的风景，光线必须经过某种介质的调制或编码，才能保留光的方向信息。