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曲面传感器——来自索尼的黑科技

曲面传感器——来自索尼的黑科技 chonps
2014-07-10
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导读:索尼公司已经开发出模仿生物眼睛结构的曲面图像传感器。与我们在数码相机中常见的平面CMOS(互补金属氧化物半导

索尼公司已经开发出模仿生物眼睛结构的曲面图像传感器。与我们在数码相机中常见的平面CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器不同,曲面传感器中心凹陷,表面呈弧形,这是模仿生物眼睛的视网膜而设计的。这种传感器在暗光下噪点较少,并且可降低镜头的成本、大小和重量。该技术的出现再次印证了索尼在全球CMOS传感器市场的领导地位。



这种曲面CMOS传感器有两方面好处,结合专用优化的镜头。即使在低光照下拍摄也能生成低噪点图像,相机结构紧凑,重量更轻,镜头的花费也更少。


在黑暗的地方要拍出明亮的图像,就要使用明亮的大光圈镜头,但大光圈导致图像边角成像质量下降,这是一直存在的问题。在现有技术的平面CMOS传感器上,当着重于传感器中央时,中心分辨率很好,但边缘就会变差。这就是所谓”场曲“,这是由于从透镜进来的光线距离传感器中央和边缘略有不同,该问题在大光圈下更加明显。


弯曲的CMOS传感器在开发中对光线距离进行了对比,可以达到从透镜进入传感器边缘和中央的距离相等。这样可以很好的抑制大光圈镜头的场曲。例如,镜头F值,在2.4~2.0时,图像的分辨率不变化。这样的设计中央与以往的传感器相比灵敏度可提升1.4倍,边缘更是提升2倍。弯曲成曲面形状的硬硅,与常规的硅相比,暗电流电性能发生变化,引起的噪声(点)有可能减少到五分之一。这样我们可以在安环境拍摄获得噪点较少的影像。



在平面CMOS传感器上,光线穿过透镜,可垂直入射到传感器中心部分,并斜射入边缘。这会造成照片的边角更暗暗。这就是所谓“失光”(暗角),如果采用曲面传感器,光线能够在传感器整个表面垂直入射,自然暗角的问题也能得到解决。


由于传感器是弯曲表面,这也简化了镜头设计,没有必要去校正镜头的场曲像差。这样可有效的将镜头小型化、轻量化降低相机的成本。目前来说比较适合智能手机的摄影头。


索尼的原型曲面CMOS传感器提供两种尺寸:一种是11mm对角线,一种是43mm对焦线的全幅,目前索尼还在对此进行评估,未来可能会先应用到智能手机的小尺寸传感器上。目前生产曲面传感器的技术还在建立,熊本工厂中晶圆处理技术,大部分封装组件技术,已经建立,专用于制造曲面传感器的设备也在研发中,不久也会出现。当然曲面CMOS传感器也有自己的问题,比如与其搭配的高倍率变焦镜头很难设计。


以下是使用曲面传感器拍摄的样张


【声明】内容源于网络
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