可避免损坏及出现褶皱，曲面图像传感器的制造有了新方法

年度订阅用户可加入科技英语学习社区，每周科技英语直播讲堂，详情查看“阅读原文”

目前，越来越多的人都在使用智能手机上的相机来捕捉生活中的每个重要瞬间。然而，这些相机所记录的图像总是会显得不真实。

虽然这样的结果有可能是由于人为操作不当，更本质的问题源自相机中的图像传感器。相机中的图像传感器是一个平面，而不是像人体视网膜那样的曲面。这样一来，相机所记录的图像便会显得不自然。

图 | 这张图片演示了研究人员是如何将像素分布到硅膜上的。在切割掉多余的像素后，剩下的硅膜在圆顶状磨具上形成了没有任何缝隙或褶皱的曲面。

最近，柔性光电子学的先驱者马振强研制出了制造曲面图像传感器的方法。这种方法能够制造类似昆虫复眼的凸面传感器以及哺乳动物眼睛的凹面传感器。这样的突破能够使如无限景深、超广角视、低光学像差、超高像素密度等技术成为可能。

美国威斯康星大学麦迪逊分校电子和计算机以及工程学教授马振强及其合作者，在2017年11月24日发布的《自然通讯》（Nature Communications）期刊上描述了这项技术。

曲面图像传感器并不是一项新技术。虽然现有的曲面图像传感器性能已经超越了普通的平面传感器，但它们还无法运用到主流产品中。这是由于现有的生产过程需要将一面硬性的平面传感器压制成半球面的形状，并需要保证在此过程中传感器不会起褶皱或出现任何程度的损坏。

图 | 向中心凹陷的数字图像传感器形成了半球形的焦平面阵列

马教授的这一技术是从传统日本折纸艺术（origami）中找到的灵感。

马教授和他的学生是这样制造曲面感光面的：他们首先在一种柔性基底之上建立一层叫作纳米膜的柔性硅膜，并将像素根据重复的几何形状放置在这种纳米膜上（就像足球上的图案一样）。接下来，他们将这层像素膜放置在圆顶状（凸面图像传感器）或碗状（凹面图像传感器）模具上，并利用激光切割掉重叠的像素，保证所得的薄膜上没有任何缝隙。

马教授表示：“我们首先将像素点分成五边形或六边形的形状，而且这些五边形和六边形能够继续分割。在理论上，这些形状能够被无限分割，所以像素密度能够达到极高的程度，而且不会产生空白区域。这样的方法能够被应用到任何规模，所以我们能够制造任何想要的形状。”

图 | 模拟昆虫复眼的向中心凸起的数字图像传感器

相机捕获高分辨率图像的能力是由图像传感器捕获数据的多少（单位为百万像素）所决定的。这样一来，高像素密度将会更好地帮助摄影家们创造艺术作品。

目前，研究人员所制造的样品直径约为 7 毫米。这样的大小显然不适合应用到智能手机上，不过马教授表示他们能够将传感器的尺寸进一步缩小。他说：“这种像素膜是成像技术的一大突破。”

-End-

编辑：Vincent    校审：黄珊

参考：

https://techxplore.com/news/2017-11-easy-to-make-double-duty-image-sensor.html 

关注公众号：拾黑（shiheibook）了解更多

[广告]赞助链接：

四季很好，只要有你，文娱排行榜：https://www.yaopaiming.com/
让资讯触达的更精准有趣：https://www.0xu.cn/