Pracownicy Microsoft Research twierdzą, że ich zakrzywiony sensor nie ma sobie równych

Być może Sony, jak donoszą najnowsze raporty Nikkei, trzęsie połową rynku sensorów cyfrowych na świecie, ale tym razem to ludzie z Microsoft Research zwracają uwagę na swoje osiągnięcia. Choć Microsoft raczej z fotografią cyfrową nie jest kojarzony, to w ramach projektu Vermont, prowadzone są prace związane właśnie z tą branżą. Celem jest stworzenie idealnego sensora dla aparatu cyfrowego.

Idealny sensor zdaniem pracowników Microsoft Research, ale też innych przedstawicieli branży związanej z obrazowaniem, to sensor, który ma wykrzywiona powierzchnię. Dlaczego? Po to by przeciwdziałać największemu problemowi związanemu z płaskimi sensorami - krzywiźnie pola.

Obiektywy, takie do jakich jesteśmy przyzwyczajeni, nie ogniskują bowiem światła idealnie w każdym punkcje płaszczyzny ogniskowej. To określenie jest zresztą w pewnym sensie błędne, bo dobre zogniskowanie następuje tylko w punkcie przecięcia osi optycznej z tą płaszczyzną. Im dalej od tego punktu tym dalej od powierzchni ogniskowej (w domyśle bardziej z przodu) ogniskowane jest światło przechodzące przez obiektyw.

W efekcie obraz powstający na brzegach sensora nie jest tak ostry jak w środku, co wpływa na jakość obrazu, zaburzona jest też równomierność oświetlenia kadru. Przeciętny użytkownik tego nie zauważy, ba nawet profesjonalista nie będzie zaraz narzekał na krzywiznę pola, wszak ten problem dotyczy nawet najdroższych lustrzanek jak Canon EOS 1Ds Mark III i najlepszych obiektywów.

Ilustracja, która wyjasnia zagadnienie krzywizny pola i uzasadnia, dlaczego oko ludzkie ma taki a nie inny kształt

Niemniej problem występuje (w różnym stopniu) i nie można go ignorować. Dobrze o tym wiedzą naukowcy, którzy konstruują bardzo dużych rozmiarów mozaiki sensorów.

…sensor stosowany we flagowych Canonach (dotyczy to ostrości wyrażanej w parach linii na wysokość obrazu, a także jednolitości naświetlenia). Do porównania wykorzystano obiektyw 50 mm o jasności f/1,2.

To stwierdzenie daje sporo do myślenia. Richard Stoakley i reszta zespołu Projekt Vermont, sądzą, że ich praca przyśpieszy to co już wcześniej zapoczątkowało Sony (ale o jego zakrzywiony sensor trafił tylko do jednego produktu i to nie najpopularniejszego KW1), a nad czym pracuje też Canon (firma złożyła wniosek patentowy związany z technologia produkcji zakrzywionych sensorów pod koniec 2016).

Eksperymentalny sensor Microsoft Research ma rozmiar typu 1/2,3”, możliwe będzie skalowanie rozmiaru co najmniej do wielkości APS-C, ale też do mniejszych. Model testowy zachowuje jednolite parametry na całej powierzchni, które są nawet 5 razy lepsze niż w przypadku sensora stosowanego we wspomnianym aparacie Canon.

Znaczenie osiągnięcia Microsoft Research, dotrze do nas, gdy zrozumiemy jak trudno jest wygiąć płaski sensor (produkowanie sensorów zakrzywionych byłoby jeszcze trudniejsze) bez jego uszkodzenia. Prace, które Microsoft prowadził wraz z HRL Laboratories, dotyczyły okiełznania technologii deformowania płaskiego sensora pod wpływem dużej siły nacisku. Więcej o tym możecie przeczytać w tym artykule.

Gdyby technologię produkcji zakrzywionych, czyli wklęsłych, sensorów dało się skomercjalizować, wiązało to by się z uproszczeniem konstrukcji obiektywów. Nie mówiąc już o poprawie ich własności. Konstruktorzy obiektywów nie musieliby komplikować układu soczewek lub ich składu, po to by obiektyw jak najlepiej ogniskował światło na całej powierzchni sensora (między innymi dlatego obiektywy pełnoklatkowe są droższe niż APS-C) eliminując problemy na krawędziach pola widzenia.

Nastąpiłaby ogólna poprawa jakości obrazowania, lecz jak to się mówi - „dopóki nie zobaczymy, nie uwierzymy”. Kciuki za powodzenie dalszych prac trzymamy.

Źródło: Microsoft Research