Microsoft-Forscher entwickeln einen neuen gekrümmten Kamerasensor, der schärfer ist als jede kommerzielle Kamera

Die Forscher von Microsoft haben einen gekrümmten Kamerasensor entwickelt, der ihrer Meinung nach eines der größten Probleme bei der Erstellung hochwertiger digitaler Bilder löst.

Sie stellen fest, dass Linsen nicht auf natürliche Weise auf eine flache Oberfläche wie ein Kamerasensor fokussieren, sondern auf eine gekrümmte sphärische Oberfläche wie den Augenhintergrund.

Das bedeutet, dass bei flachen Sensoren Objekte im Bild unscharf erscheinen. Durch die Krümmung der Brennfläche beseitigt Microsoft die Notwendigkeit, dass das Objektiv die Bildfeldkrümmung berücksichtigt, und kann die daraus resultierende optische Gestaltungsfreiheit nutzen, um andere Aspekte des Systems zu verbessern. Insbesondere kann das System die Auflösung, die Lichtsammelfähigkeit, die laterale chromatische Aberration, die Verzerrung und die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung verbessern und gleichzeitig die Systemgröße, die Komplexität und die Kosten reduzieren.

Die mit gekrümmten Sensoren möglichen Verbesserungen waren bekannt, aber es ist ziemlich schwierig, die monokristallinen Siliziumsensoren zu krümmen, ohne sie zu brechen und zu verformen. Microsoft hat eine Technik entwickelt, die pneumatischen Druck verwendet, wodurch sich der Sensor frei über die Form bewegen kann, was die Belastung des Prozesses reduziert und zu einem schnellen, kostengünstigen und zuverlässigen Prozess führt.

Die resultierenden Objektive haben eine doppelt so große Krümmung wie der bisherige Stand der Technik und ermöglichen es einem billigen CMOS-Sensor, schärfere Bilder zu erzeugen als ein Canon Canon 50 mm f/1.2 Objektiv, das an einem professionellen Canon 1DS Mark III Kameragehäuse montiert ist.

Microsoft stellt fest, dass die Kamera bei einer Auflösung von 3220 (Mitte) und 1732 (90 % Halbbild) Linienbreiten der Auflösung pro Bildhöhe mehr Details auflöst und eine gleichmäßigere Ausleuchtung hat als ein viel größeres professionelles 35-mm-Kamerasystem, das mit af/1.2 50 mm ausgestattet ist Linse.

Der flexible Biegeprozess ist auf jede Chipgröße skalierbar, selbst für schnelle Objektive optisch präzise und kompatibel mit kostengünstigen, groß angelegten Herstellungsprozessen, und obwohl er noch nicht für Kamerahandys bereit ist, arbeitet Microsoft bereits mit Herstellern zusammen, um dies zu implementieren Technologie in anderen so unterschiedlichen Bereichen wie unter anderem Fotografie, Videografie, Computer Vision und Automatisierung, Aufklärungs- und Überwachungsbildgebung, Mikroskope und Teleskope.

Weitere Einzelheiten wurden in einem Artikel der Optical Society veröffentlicht. Die vollständiges Papier kann hier gelesen werden.