Природным аналогом фотоматриц выступает сетчатка. Расположенная на задней поверхности глаза, она имеет изогнутую форму, что — посредством напряжения и расслабления цилиарной мышцы — упрощает фокусировку на наблюдаемом объекте. В отличие от сетчатки, фотоматрицы имеют плоскую конструкцию. В результате для устранения возникающих аберраций им требуется дополнительное оборудование в виде сложной системы линз. Это увеличивает массу и размер таких устройств. Существующие прототипы изогнутых фотоматриц нередко обладают недостаточным разрешением или предполагают существенную доработку.
В новой работе американские инженеры описали технологию, которая позволяет деформировать коммерчески доступные фотоматрицы с помощью сравнительно стандартного оборудования. На первом этапе они создали пресс-форму с клеящим веществом. Затем в нее помещали эластичную подложку с фотоматрицей и мембраной. Конструкцию переносили в фотоаппарат — при этом камера увеличивала давление, прижимая подложку с фотоматрицей к пресс-форме. Чтобы минимизировать механическое напряжение и риск нежелательных повреждений, авторы также отказались от дополнительного закрепления краев подложки.
Таким образом, ученые получили сенсор с большей кривизной (23,7 градуса), чем в прошлых работах (до около 11 градусов). В рамках испытаний они с помощью методики анализа изображения наклонной кромки (slant edge technique) сравнили частотно-контрастные характеристики новой фотоматрицы (1/2.3”, 6,1×4,6 миллиметра) и двух полнокадровых фотокамер (f/1.2, 36×24 миллиметра). Результаты показали, что при значительно меньшем размере изогнутый прототип обеспечивал вдвое большую резкость. Причем яркость его снимков, несмотря на упрощенную конструкцию, почти не зависела от расстояния до объектов.
В частности, по сравнению с одним из профессиональных фотоаппаратов, показатель яркости у изогнутой матрицы, в зависимости от расстояния до отдельных предметов, снижался только на один процентный пункт против 93,75 процентного пункта. С учетом существенно более равномерной освещенности снимков разрешение сенсора составило 3220 линий по высоте. По словам инженеров, технология является масштабируемой и может применяться в коммерческих фотоаппаратах. Например, уже сейчас она может использоваться для производства компактных и в то же время профессиональных фотокамер.
Подробности работы представлены в журнале Optics Express.
На днях стало известно, что испанские инженеры разработали первый в мире датчик, способный одновременно регистрировать инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый спектры электромагнитного излучения. При этом производство новой фотоматрицы, по словам авторов, не требует высоких затрат и специальных условий, в частности температурных.
Hi-Tech
Денис Стригун
