如果我們彎曲影像感測器會怎麼樣?這是世界各地大型工業集團,特別是電子和資訊技術實驗室 (Leti) 正在研究的一個非常嚴肅的途徑。原子能和替代能源委員會 (CEA) 的這個研究機構是法國應用研究的先鋒之一,剛剛推出了名為 PIXCURVE 的曲面感測器原型。
這不是第一個此類感測器,因為索尼甚至微軟等組織已經展示了彎曲感測器的工作和原型。但是,據我們所知,這是法國的首次。最重要的是,CEA 提供的詳細資訊是有史以來最有趣的。該實驗室揭示了所使用的感測器類型(CMOS 格式 1/1.8 英寸,1.3 Mpix)、生產方法以及曲面感測器帶來的效果的精美說明:明顯節省了側面光學元件的空間。
更緊湊的光學器件
事實上,光學元件由多個透鏡組成,其中一定數量的透鏡用於糾正其他透鏡的缺陷。鏡片的表面處理(高級化學)可以限制色差等。但仍需要專門的鏡頭來校正光線路徑等,以便它們盡可能均勻地分佈在感光元件上。在角落尤其如此,這些點距離影像中心最遠,因此在光子方面服務最差。
透過彎曲感測器,基於曲面鏡頭的光學系統不再需要校正影像以將其投影到平面元件(感測器)上。因此,我們可以移除負責「壓平」影像的鏡頭,並且如上面的 CEA 插圖所示,我們可以使用較小的光學元件來獲得相同的影像品質。
然而,當我們談論光學時,我們顯然會想到智慧型手機相機模組。這些設備的精細度受到限制,特別是受到目前尺寸幾乎不可壓縮的相機模組的限制。即使我們絕對可以爭論繼續減少尺寸的好處,這也是小型化的明顯障礙!
用於感測器和取景器的超薄底座
如何設計曲面感測器?如果到目前為止我們掌握的資訊很少或根本沒有,Leti/CEA 在其出版物中解釋了該程序的基本原理。我們生產的感測器厚度為 100 微米,這使其具有靈活性。然後,我們將其「黏」到陶瓷支架上,在陶瓷支架上添加電氣軌道來傳達訊息。最後將一塊超薄玻璃放置在感測器上方,以保護其免受可能的機械應力。
這種生產過程不僅對於感測器很有趣,對於電子取景器也很有趣。在觀景窗中,有一組鏡頭負責在視網膜上顯示非常小的 LCD/OLED 面板的影像,並且光學缺陷最少。透過彎曲 LED/OLED 面板,我們還可以降低複雜性,從而不僅降低成本,還可以降低電子觀景窗的體積。
僅固定焦距
為什麼照片業不全力投入曲面感光元件?一方面,因為研究狀態僅處於原型階段。另一方面,由於曲面感測器對於傳統攝影來說有一個主要缺點,因此需要專門為感測器的精確曲率開發的固定焦距。目前變焦鏡頭是被禁止的,我們不能考慮開發可互換鏡頭,因為鏡頭中最輕微的變化都會破壞影像品質。
因此,智慧型手機和嵌入式產業應該最先抓住這種彎曲生產技術。但什麼時候呢?