近日,光学学会期刊《光学快报》(Optics Express)报道了微软研究院与休斯研究实验室(HRL)研究人员合作开发的新型曲面透镜制造方法,该方法能够直接从现有的商业化平面图像传感器获得三维曲面图像传感器,并且其球面曲率是前人所报道的曲面图像传感器的三倍之多!
研究者将该曲面传感器用于一台原型测试相机,并且与目前的高端商用单反相机(SLR)相比,新型曲面传感器相机在整个视野的成像分辨率更高!
许多人都有在昏暗的餐馆和街道拍照的经历,他们的照片常常模糊不清,充满噪音。在未来,如果将该方法用于将传统相机中的平面图像传感器弯曲成新的表面图像传感器,则在黑暗或夜景下的拍摄质量将大大提高。
"我们的方法可以直接应用于商业平面图像传感器,因此,预计将创建一种新型相机,其尺寸比大型相机中的图像传感器小,但成像质量更好,"微软研究所的Brian Gunter(Brian Guenter)说。改进消费者相机。此外,这些曲面图像传感器还可以提供更好的摄像头,用于无人驾驶车辆的监视、显示设备和导航应用。
大多数相机目前使用许多光学元件,一方面,以纠正各种光学误差或像差,另一方面,处理图像,使得它们可以被平面传感器检测。相反,如果使用曲面图像传感器,这意味着大量的工作,换句话说,可以用来校正和平和鞣制图像,换言之,可以使用较少的光学元件。这不仅意味着相机镜头可以更小、更快、更便宜,而且还意味着它可以更容易地改善光学元件的其他特性。
使用曲面传感器意味着可以更有效地校正像差,使得在整个视场中更容易产生广角透镜以产生清晰的图像,或者在弱光条件下容易产生超快速透镜并产生更高质量的图像。"微软研究团队乔希(NeelJoji)的一位成员尼尔说:"此外,它使相机更容易在整个图像上实现均匀的照明。
研究小组成员Richard Stacy(Richard Stoakley)说:"虽然表面图像传感器的优点早已被人们所知,但我们的工作已经证明用表面图像传感器制作相机是可行的。"不断追逐理想相机
这种新型曲面图像传感器的制造方法源自于七年前研究者早已深埋于心的一个问题:"理想的相机究竟是什么样的?"他们认为,理想的相机应该是微型的、在极弱光照条件下也能拍摄成像,并且成像质量超级清晰的。
"当时,这样的相机几乎是不可能的",冈特说。"我们当时想,如果能够制造更快速的镜头并改进光学元件,我们就有望使用较小的传感器,并且同时能够收集足够的光线以获得良好的图像。这种想法促使我们开始研究曲面图像传感器,以期能够实现突破性的成像性能。"