近日，光学学会期刊《光学快报》（Optics Express）报道了微软研究院与休斯研究实验室（HRL）研究人员合作开发的新型曲面透镜制造方法，该方法能够在现有的商业化平面图像传感器的基础上制造出三维曲面图像传感器，并且其球面曲率将会是前人所报道的曲面图像传感器的三倍之多！
研究者将该曲面传感器用于一台原型测试相机，并且与目前的高端商用单反相机（SLR）对比，结果是新型曲面传感器相机在整个视野的成像分辨率更高！
很多人都有过在昏暗的餐厅和街头拍照的体验，拍出的照片往往模糊不清、布满噪点。未来，如果利用这种方法把传统相机中的平面图像传感器弯曲成新型曲面图像传感器，将大大提升昏暗或夜景条件下的拍摄质量。
“我们这种方法可以直接应用于商业化平面图像传感器，所以有望创造出一类新型相机，其尺寸较小但成像质量却与大尺寸相机中的图像传感器相当，”微软研究院的布莱恩·冈特（Brian Guenter）说，“除了能够改进消费级相机之外，这类曲面图像传感器还可以为监控、头显设备以及无人驾驶汽车导航等多种应用提供更好的相机”。
目前大部分相机使用的镜头都是由多个光学元件组成的，一方面是为了校正各种光学误差或像差，另一方面是用来处理图像以便其可被平面传感器所检测到。反之，如果使用曲面图像传感器，这就意味着会简化很多校正和平坦化图像的工作，换句话说，可以使用较少的光学元件。
“使用曲面传感器，就意味着能以更高效的方式校正像差，更容易地制造出大广角镜头，从而在整个视场中都能产生清晰的图像；或者能容易地制造超快速镜头，在弱光照条件下产生更高质量的图像，”微软研究团队成员尼尔·乔希（Neel Joshi）说，“另外，这也使得相机在整个图像上实现均匀照明变得更简单了。”
研究团队成员理查德·斯塔克利（Richard Stoakley）说：“虽然曲面图像传感器的优点早已众所周知，但我们的工作成功证明了利用曲面图像传感器来制造相机是切实可行的。”
不断追逐理想相机
这种新型曲面图像传感器的制造方法源自于七年前研究者早已深埋于心的一个问题：“理想的相机究竟是什么样的？”他们认为，理想的相机应该是微型的、在极弱光照条件下也能拍摄成像，并且成像质量超级清晰的。
“当时，这样的相机几乎是不可能的”，冈特说。“我们当时想，如果能够制造更快速的镜头并改进光学元件，我们就有望使用较小的传感器，并且同时能够收集足够的光线以获得良好的图像。这种想法促使我们开始研究曲面图像传感器，以期能够实现突破性的成像性能。”