泼点冷水,我觉得可能会有进步,但不会有很大突破,而且我认为,使用曲面传感器能将不换镜头相机的体积减小,但减小的幅度有限。
初阶的相差有五种,球差、慧差、场曲、像散、畸变,曲面CMOS能较好解决的问题有两点,第一是大通光孔径下边角因为远离光轴所带来的失光,就是暗角的问题,以前这个问题要依靠缩小光圈和后期处理来解决。
第二是场曲和畸变问题,有些镜头,比如微距镜头,要求像场非常平坦,场曲和畸变基本上目前所有的单反相机都带有机内矫正,使用曲面CMOS可以减少镜组中用于修正各种误差的镜片的数量,此外,还能带来边缘部分图像质量的提高。
早期无法数码后期,没有CAD的可以简化设计和修正的时候,部分早期徕卡相机的底片就不是完全平整的,配合当时的Elmar镜头就能达到比较平坦的像场,但是相机之间的个体差异很大。
第三是镜头的设计会比较简单,现在镜头的结构都是在传统的结构之上发展而来,加入一些镜片对原设计进行修正得到,如果使用曲面传感器,对于定焦镜头的场曲和畸变会有比较好的修正。
下图是尼康设计的光刻机镜组的一个示意图,可以看一下为了修正各种问题需要付出的代价:
镜组的光学设计,经过一个世纪多的发展,很多方面已经发展到比较完善的地步了,只是因为成本和材料的问题没有推广,如果索尼在自己的可换镜头相机上这种传感器,基本来说目前的所有A卡口和E卡口都不能继续使用,因为焦平面变了,这笔代价太大。
其次,在镜头的体积方面,如果卡口的法兰距和直径可以确定,那么镜头的体积主要和一下几个主要因素有关:
- 镜头需覆盖的像场大小
- 镜头的结构(Tesser/Planar/Distagon等,及其改进型)
- 镜头的焦距和通光孔径
当然使用的光学镜片的性能也会略有影响。
比如这类望远结构的镜头,因为本身参数的要求,即使使用曲面传感器,体积也不会有很大变化,就算天顶星人来设计,这种结构和参数的镜头体积也不大可能小。
另一种情况如下图:
这是一个四片三组的Tesser结构,最为简单的天塞结构之一。
这个是修改之后的Tesser结构,五片四组,多出来的那组是用来降低色散。
以下是三支结构略有区别的镜头,第一支因为RF镜头所以体积比较小:
实际上即使没有特殊设计和修正各种像场用的镜片,结构、焦距、最大通光口径一样或者接近的镜头体积不会有很大的区别。
这样,在相机上,这种曲面cmos的最大优势在于,第一,针对定焦镜头,降低了镜头设计难度,可以降低设计成本和制造成本,如果针对变焦镜头,那么很难或者说基本不能保证在全部焦距上能有同样场曲和畸变修正,依然需要依靠机内矫正或者后期(由于不同镜头的特性不同,一个定焦镜头必须对应一个特定曲率参数的曲面传感器),客观说,这个进步如果要付出更换镜头群的代价来说,太大。
第二点,也是比较重要的一点,在于便携设备的镜组设计,比如手机,目前绝大多数手机镜头结构都是广角复杂结构,这些结构本身边缘质量就较为一般,如果使用曲面传感器会有一定程度的提升,而且因为封装的缘故,如果减少镜组中镜片的数量,可以非常有效的降低CCM的体积,或者在相同的体积之下,可以使用体积更大的传感器。
当然,有天能做出自适应镜头的曲面传感器,想必是极好的。
— 完 —
本文作者:知乎用户(登录查看详情)
【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
此问题还有 3 个回答,查看全部。
延伸阅读:
数位时代,日本几大相机品牌(Nikon,Canon,Sony,Olympus,Pentax,Fujifilm)各自的成像特点是什么?
传统的胶卷相机相对采用 CMOS 传感器的相机有什么优势?