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这项技术若普及将给安防摄像头带来前所未有技术变革
发表时间:2019-01-09 09:55

很多年以前就有相关的曲面传感器专利和配套的镜头专利出现,如今曲面传感器商用化即将开启。最近法国一家CEA-Leti的研究机构,宣布在CES2019展会上展出一款名为Pixcurve的曲面传感器,能应用在相机、智能手机和监控摄像头上。刚在相机市场掀起一番大变革的全画幅微单相机,是否能扛得下搭载曲面传感器的相机呢?下面我们来科普一下,什么是曲面传感器,其原理是什么,有什么优势,本文将会一一解答。

  一、什么是曲面传感器

一般我们相机或者手机等成像元件用的是CMOS或者是CCD传感器,是一块平面的传感器元件,光线通过镜头里面的镜组进行光学改造,到了CMOS上是一块平面光影。本身光线通过透镜会形成一个锥形的光,为了使这些光均匀分布到传感器上,需要非球面镜片来弥补边缘的成像,使得边缘的焦点跟中心保持一致,还有一些色散像差等,需要萤石等材料制成的镜片去改善,不能真正消除掉这些镜头失真,还是得靠机内优化和后期处理。

如果CMOS传感器是弯曲得话,上述的问题都能轻松解决,不必为了高画质而缩小光圈,增加一堆改善边缘成像的非球面镜片。曲面传感器就有点类似人类眼球的视网膜,弯曲的感光区域,简单的几块镜片就能将画面呈现出来,还没有边缘失光等暗角问题。运用曲面传感器也就意味着可以用很小的镜头就能获得一般平面的感光器成像效果,这个改变是很有意义的。

  二、镜头可以进一步缩小

由于曲面传感器的物理条件,中心和边缘的焦点可以保持一致,使得镜头的镜片数量可以减少,那么光线可以减少损失的情况下,尽可能原汁原味地传送到曲面传感器上,那些镜头边缘的失真、暗角等问题就迎刃而解。

还有一个好处是镜头的外观能缩短50%-60%,镜片数从10枚缩小到6枚,使得一些智能手机的尺寸能进一步变薄,未来可能会发展到只需要两枚镜片就能拍摄到画质很好的照片。

三、成本进一步降低

曲面传感器的成本能控制到合理的范围,镜头的制作成本将会进一步降低,可以减少镜头中不必要非球面镜片和萤石镜片,这个成本大大减少。现在很多镜头卖得贵的原因就在于非球面镜片和超低色散镜片,我们俗称“堆料”镜头,而且特别重和特别长,这就是为了改善暗角、畸变、像场弯曲等问题设计的光学结构。手机上最著名的天塞光学结构都要5枚镜片,运用曲面传感器可以减少到2-3枚既可以,还能保持高画质水平。

还有一个好处就是装配的难度减少,毕竟镜片数减少,光轴对齐等测试时间会缩短,镜头的产能提高,成本自然就会降低。

全文总结: 作为成像最核心的元件,曲面传感器带来的好处显然易见,特别是对消除像场弯曲、边缘失光性暗角、画面畸变等问题,减少镜片组还能提高通光量和更广的焦距。这项技术一旦成熟并且普及,对便携式相机、手机摄像头、安防摄像头等领域带来前所未有的技术变革,可以在画质保持高素质的情况下进一步减少体积和成本,让拍摄变得非常便利。如果说2018年是全画幅微单相机的元年,那么2019年将会是曲面传感器的元年,期待CEA-Leti团队在CES 2019上大放异彩。


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