Il primo sensore curvo è pronto per la produzione di massa

La start-up francese Curve-One ha annunciato il suo primo sensore curvo commercialmente affidabile. Non è la prima volta che sentiamo parlare di sensori curvi: nel 2014, Sony ha mostrato una coppia di sensori curvi in grado di “imitare” l’occhio umano (anche se nessuna applicazione pratica è seguita). Tre anni dopo, il CEA-Leti, un istituto di ricerca in Francia, ha annunciato un prototipo funzionale di un sensore di immagine full frame da 20MP. Tuttavia, l’annuncio di Curve-One è diverso in modo significativo: Curve-One si sta preparando per la produzione di massa del suo sensore di immagine curvo.

I sensori di immagine curvi imitano l’occhio umano e hanno enormi implicazioni per la progettazione ottica e le prestazioni complessive dell’immagine. Curve-One afferma che: Lo sviluppo di sensori curvi è un approccio bio-ispirato. Imitando la retina oculare, questa nuova tecnologia ha un impatto su ogni futuro sistema di imaging. Correggendo direttamente la curvatura del campo nel piano focale degli imager, l’uso di sensori curvi sopprime gli appiattimenti del campo. Meno ottiche significano meno disallineamenti ed errori strumentali, aumentano la stabilità e l’omogeneità dell’immagine e riducono la dipendenza dalle condizioni ambientali. In questo modo si migliora la qualità dell’acquisizione delle immagini e si riducono i costi di post-elaborazione delle immagini.

Curve-One afferma che il design di un sensore curvo può ridurre di un terzo l’ottica totale di una lente ed eliminare la necessità di elementi asferici. Dte un occhio al diagramma di confronto qui sotto, che mostra un sensore di immagine piatto e il suo necessario design dell’obiettivo a sinistra e il sensore di immagine curvo di Curve-One e un design ottico meno complicato a destra.

Un sensore di immagine curva risolve quello che Curve-One definisce “il classico problema del planisfero“, ovvero una “enorme distorsione viene creata dal sistema di acquisizione dell’immagine al bordo del campo” e l’ottica necessaria per correggere le distorsioni aumenta la complessità e le dimensioni delle lenti, con conseguenti problemi ottici, come le aberrazioni cromatiche, che devono essere corretti da ulteriori elementi della lente. Inoltre, “la risposta del sistema di acquisizione dell’immagine non è uniforme in tutto il campo“.

Con un sensore di immagine curvo, non solo le lenti sono più piccole e meno complesse, ma anche le prestazioni sono relativamente migliori e più costanti. Oltre alla riduzione delle aberrazioni e delle distorsioni, Curve-One promette un’illuminazione uniforme su tutta la superficie del sensore di immagine e la conseguente riduzione dell’intensità e della frequenza di post-elaborazione.

Con tutti i vantaggi di un sensore curvo, perché Curve-One è il primo a preparare un sensore di immagine CMOS curvo per la produzione di massa e la disponibilità commerciale? L’intervista di Mizuwari del 2018 con il CEO di Sigma, Kazuto Yamaki, fa un po’ di luce sull’argomento: Yamaki ha detto, tradotto dalla pubblicazione originale in francese, “I sensori curvi sono una buona idea e possono sembrare una soluzione ideale per compensare la curvatura di campo che tutti gli obiettivi hanno, anche i migliori, anche i nostri. Tuttavia, mentre un sensore curvo corregge i problemi con una particolare lente e un sensore piatto, ottiche diverse hanno campi di curvatura diversi che possono richiedere una diversa curva del sensore.

In ogni caso, i vantaggi di un sensore curvo sono evidenti. Yamaki ha dichiarato: “Se il sensore è progettato per adattarsi alla curvatura del campo di curvatura della lente, potremmo effettivamente renderlo molto più piccolo… beh, più piccolo, o meglio con la stessa impronta“. Per Yamaki, un problema significativo è come recuperare il costo dell’investimento ingegneristico per sviluppare e produrre un sensore curvo e trovare il mercato necessario per giustificare l’investimento.

Nell’affrontare il problema degli investimenti e dei costi a cui Yamaki ha fatto riferimento nel 2018, Curve-One si sta basando sui risultati originali della ricerca di due programmi precedenti del Consiglio Europeo delle Ricerche e LabEx dell’Agenzia Nazionale Francese per la Ricerca. Inoltre, Curve-One è sostenuto dalla Commissione Europea e dall’Agenzia Spaziale Europea. Dopotutto, essere i primi a varcare la soglia con qualsiasi progresso tecnologico è costoso. Arrivare alla fase di produzione è un risultato enorme.

da: image-sensor