【導讀】平面傳感器設計勢必會造成光線透過鏡片傳到傳感器中央和邊緣的距離不一樣，想要通過鏡頭完全消除這種差距是基本不可能的。然而曲面傳感器專利出現了，它能否糾正這個缺陷，改善邊緣畸變大、畫質差的問題？
我們知道相機的成像原理有點類似于我們上學時候學過的小孔成像，光線通過鏡頭，投射在感光裝置上。傳統的膠片就開始發生化學反應，而現代的電子元件則是將光信號轉化為電信號。相機從過去膠片時代到如今數碼時代發展了這么多年，感光裝置采用的依然是平面設計，這個設計目前來看最大的問題是光線通過鏡頭傳遞到傳感器表面時，因為中心與邊緣距離的不同會在邊緣的位置出現畸變、邊角失光以及銳度下降等現象，還會有更明顯紫邊等狀況出現。
而為了改善這種情況通常的做法是，改進鏡頭結構設計以及用料上更加考究。一些高端鏡頭正是由于使用了復雜的結構設計以及昂貴的材料才使邊緣的畸變以及銳度下降現象得以改善。但是平面傳感器設計勢必會造成光線透過鏡片傳到傳感器中央和邊緣的距離不一樣，想要通過鏡頭完全消除這種差距是基本不可能的。然而曲面傳感器專利出現了，它能否糾正這個缺陷，改善邊緣畸變大、畫質差的問題？
1、曲面傳感器的原理：
曲面傳感器由于曲面的特性，光線經折射后到各點的距離相同，鏡頭無需再對邊緣分辨率不足問題進行特殊設計。在大幅簡化結構設計的同時，做到了邊緣畫質明顯的提升。同時相比傳統平面傳感器，整個畫面分辨率更加均勻，畫質也更優秀。除了改善邊緣畫質和畸變問題，使用曲面傳感器還有一直觀好處是能降低鏡頭設計難度。只需要先設計好鏡頭，然后根據相場確定傳感器的彎曲程度就可以了。
2、曲面傳感器的優缺點：
優點：
1、降低了鏡頭設計和制造的難度
2、邊緣畫質明顯提升，整個畫面分辨率更加均勻
3、適用于曲面傳感器的鏡頭光圈要比通常的鏡頭更大
4、適用于曲面傳感器的鏡頭體積要比通常的鏡頭更小
缺點：
目前看來，曲面傳感器只能應用在與之配套的鏡頭上，如果搭配了其他鏡頭，很可能會出現奇怪的畸變。因此曲面傳感器不出意外的話將會被率先應用到手機以及不可換鏡頭相機（像RX1系列）上。
3、各家相繼推出曲面傳感器專利：
索尼
不愧是傳感器大廠，索尼在2012年9月就公布了曲面傳感器變形技術專利。索尼傳感器變形技術，是利用電磁、熱脹冷縮、真空等外力，使傳感器在一定范圍內發生形變，以修正鏡頭像場彎曲，改善廣角鏡頭邊緣畫質。失去外力后，還可以恢復成正常的平面傳感器形狀。
緊接著在2012年12月索尼曲面傳感器專用鏡頭專利公布，針對1．4“及以下傳感器進行設計，結合索尼曲面CMOS傳感器，可以有效消除像場彎曲現象，改善邊緣畫質。
不過從資料顯示來看，新鏡頭和它們對應的傳感器尺寸都非常小，據此猜測，這項技術更有可能應用在智能手機、網絡攝像頭等領域。
隨后在2013年4月索尼公開了新的曲面傳感器專用鏡頭專利，新專利對鏡頭像面彎曲問題進行了優化修正。
重要轉折出現在2014年6月，索尼工程師利用仿生學，開發出了一套模擬人眼形狀的彎曲CMOS圖像傳感器。并在夏威夷檀香山舉辦的2014年超大型積體技術及電路研討會上展示了出來。這塊CMOS對角線長43mm，可應用于全畫幅數碼相機。除此以外還有一款對角線長11mm 2／3“ 的曲面傳感器，專門用于手機攝像頭。雖然我們見到了真的曲面傳感器，但可惜的是第一款搭載這塊傳感器的產品卻遲遲沒有出現。
佳能
佳能近來關于曲面傳感器的動作同樣不小，先是今年10月在日本公布其設計的曲面傳感器技術專利。該專利主要是通過磁力系統的方式來使傳感器發生變形。
緊接著不久，佳能在日本又公開了自家兩款曲面傳感器的專利，分別為一款全曲面傳感器和一款邊緣彎曲傳感器，據悉目前尚處于研發階段。值得一提的是，如果采用全曲面方式，佳能必須為其設計全新的相機系統和鏡頭系統，而邊緣彎曲傳感器則不需要。邊緣彎曲傳感器僅是邊緣位置彎曲，中央位置仍然為平面，這種方式最大好處是可以讓現有的鏡頭群都能得以利用。
還沒完，近日佳能又公開了自家新的曲面傳感器的專利。這次公布的曲面傳感器專利與之前的方法類似，利用電磁來改變傳感器的曲度，區別在于這款傳感器可以在平面和曲面之間自由轉換，為了適用現行鏡頭，傳感器平時可以保持水平。當有新的可以適用于曲面傳感器的鏡頭出現時，可以利用磁力來改變傳感器曲度。
據專利描述文件顯示，這是一款可以在平面傳感器與曲面傳感器之間自由轉換的新型感光元件。該專利的最大好處是既能夠兼容目前的佳能EF鏡頭，也能夠支持未來曲面傳感器鏡頭系統的要求。不過佳能目前的問題就是這些都還是專利。估計我們在短時間內可能不會見到搭載這種傳感器的機身出現。只能期待一下啦。
東芝
東芝前不久公開了一份曲面傳感器專利。不過這款專利是用于智能手機設計的。這款傳感器模擬人眼成像的原理，可以在光線不足的情況下盡可能的提升畫質。不知道未來東芝會將此技術應用在哪款機型上面。
微軟
意外的是，微軟居然在16年年初公開了曲面傳感器防抖系統的專利！主要設計思路就是旋轉，而非像普通的平面傳感器那樣位移。同時，為曲面傳感器設計變焦鏡頭也是可行的。之前以為索尼會在已經成功開發出曲面傳感器上加入防抖，沒想到被微軟搶了先。只是目前不知道微軟有什么打算，打算應用到未來的Windows Phone手機攝像頭上？
尼康
尼康很多相機產品傳感器都是索尼提供的這個大家都知道，不過前一陣子一份尼康類似于曲面傳感器的專利也被曝光了出來。由此可見，尼康也并不想一直在傳感器這塊受制于人，并很可能在未來加大對于傳感器方向的投入及研發工作。感覺尼康在傳感器方面還有很多路要走，加油吧！
4、總結：
總的來看曲面傳感器相比于傳統平面傳感器優勢明顯，除了能明顯提升邊緣畫質，改善畸變等問題外，還大大降低了鏡頭設計和制造的難度。相信未來將會有很多體積更小、光圈更大的適用于曲面傳感器的鏡頭出現。然而就目前看來，很多廠商還停留在曲面傳感器專利的階段。哪怕是索尼，也只是帶著曲面傳感器與大家見面。相信大家更在意，搭載這種傳感器的機身什么時候出現。不過，我們既然能感受到各家對于曲面傳感器技術的高關注度，相信隨著技術愈來愈趨向成熟，不久之后，搭載這種傳感器的數碼相機和智能手機就會與我們見面。曲面傳感器或許會成為推動影像事業大變革的下一個關鍵。
