Французский стартап Curve-One анонсировал свой первый коммерчески жизнеспособный изогнутый датчик изображения. Мы не в первый раз слышим об изогнутых матрицах. В 2014 году Sony показала пару изогнутых сенсоров. Три года спустя CEA-Leti, исследовательское учреждение во Франции, анонсировало функциональный прототип полнокадрового датчика фотоизображения 20 Мп. Однако заявление Curve-One существенно отличается – Curve-One готовится именно к массовому производству своего изогнутого светоприёмника.
Изогнутые фотоматрицы имитируют человеческий глаз и имеют огромное значение для оптической конструкции и общих характеристик фотоизображения. Curve-One говорит:
«Разработка изогнутых сенсоров – это био-вдохновленный подход. Эта новая технология, имитирующая сетчатку глаза, повлияет на все будущие системы визуализации. Непосредственно корректируя кривизну поля в фокальной плоскости формирователей изображений, использование изогнутых матриц подавляет выравнивание поля. Меньшее количество оптики означает меньшее количество перекосов и инструментальных ошибок, повышает стабильность и однородность изображения и снижает зависимость от условий окружающей среды. Таким образом, улучшается качество получения изображения, а затем снижаются затраты на постобработку фотографии».
Curve-One заявляет, что изогнутая конструкция сенсора может уменьшить общую оптику в объективе на треть и устранить необходимость в асферических элементах. Вы можете увидеть сравнительную диаграмму ниже, на которой показаны плоский датчик изображения и необходимая для него конструкция линзы слева, а изогнутая матрицу Curve-One и менее сложная оптическая конструкция справа.
Изогнутый датчик изображения решает то, что Curve-One называет «классической проблемой планисферы». «Система формирования фотоизображения на краю поля создает огромные искажения, а оптика, требуемая для исправления искажений, увеличивает сложность и размер линз, а также приводит к оптическим проблемам, таким как хроматические аберрации, которые необходимо исправлять с помощью дополнительных линзовых элементов. Кроме того, «реакция изображения неоднородна по всему полю».
С изогнутой фотоматрицей линзы не только меньше и менее сложны, но также относительно улучшены и стабильны характеристики. Помимо уменьшения аберраций и искажений, Curve-One обещает равномерное освещение по всей поверхности фотоматрицы и, как следствие, снижение интенсивности и частоты постобработки.
При всех преимуществах изогнутого датчика, почему Curve-One первым подготовил изогнутый КМОП-датчик изображения для массового производства и коммерческого использования? Интервью Мизувари с генеральным директором Sigma Кадзуто Ямаки в 2018 году проливает свет на эту тему. Ямаки сказал в переводе с оригинальной публикации на французском языке: «Изогнутые сенсоры – хорошая идея и могут показаться идеальным решением для компенсации кривизны поля, которая есть у всех объективов, даже самых лучших, даже наших». Однако, в то время как изогнутая матрица устраняет проблемы с конкретным объективом и плоским датчиком, разная оптика имеет разные поля кривизны, что может потребовать другой матрицы.
Тем не менее преимущества изогнутого датчика очевидны. Ямаки заявил: «Если сенсор спроектирован с учетом кривизны поля зрения объектива, мы могли бы сделать его намного меньше… ну, меньше или лучше с той же площадью основания». Для Yamaki серьезная проблема заключается в том, как окупить капиталовложения в разработку и производство изогнутой фотоматрицы и найти целевой рынок, чтобы оправдать вложения.
При решении проблемы инвестиций и затрат, о которой Ямаки упоминал в 2018 году, Curve-One опирается на оригинальные результаты исследований двух предыдущих программ Европейского исследовательского совета и LabEx Национального исследовательского агентства Франции. Кроме того, Curve-One поддерживается Европейской комиссией и Европейским космическим агентством. В конце концов, оказаться первым в любом технологическом прогрессе – это дорого. Достижение стадии производства – огромное достижение.