mercoledì 24 agosto 2016

Canon deposita un brevetto per microlenti che riducono la vignettatura e l'aberrazione cromatica sui fotodiodi dei sensori CMOS

Canon ha depositato un brevetto relativo a microlenti da anteporre sull'array dei fotodiodi e che riducono la vignettatura e l'aberrazione cromatica sui bordi di ognuno di essi.

La notizia è stata divulgata dal sito DPReview che ha reperito la letteratura di questo brevetto depositato negli U.S.A. dal sito Free Patents Online.

Per capire il funzionamento di questa nuova tecnologia possiamo analizzare la seguente figura:


Nella figura precedente la superficie inferiore 102 delle microlenti 103 hanno una forma asimmetrica e la loro porzione più vicina al fotodiodo 104 è stata spostata dalla posizione centrale delle microlenti 103 alla posizione centrale dell'array di pixel 110A. In altre parole, la porzione delle microlenti 103 più vicina al fotodiodo 104 è la posizione nella quale lo spessore rispetto al piano centrale 130 della microlente 103 è alla sua massima dimensione. Cioè le lenti sono modellate per "guardare" il centro dell'array dei fotodiodi 110A.

La superficie inferiore 102 delle microlenti 103 ha una forma convessa rispetto ai fotodiodi 104 che si occupano della conversione della luce in elettricità (conversione fotoelettrica).

Le microlenti 103 sono costituite da materiale avente un indice di rifrazione più elevato di quello del materiale a contatto con la superficie inferiore 102 nella posizione tra le microlenti 103 ed i dispositivi di conversione fotoelettrica 104. Ad es. le microlenti 103 sono costituite da un materiale simile a quello dei filtri colorati.

La superficie superiore 101 di ognuna delle microlenti 103 ha una forma convessa rispetto al versante incidente delle luce incidente. La luce incidente 111, la luce incidente 121 e la luce incidente 131 entrano nelle microlenti 103 dalla stessa direzione della linea dritta 115 ed ognuna di essa viene rifratta dalla superficie superiore 101 delle microlenti 103 e focalizzata sul dispositivo di conversione fotoelettrico 104.

In tal caso, se la superficie superiore 101 delle microlenti 103 perde parte del suo potere rifrattivo con il crescere del raggio di curvatura, mentre la superficie inferiore 102 delle microlenti 103 compensa il potere rifrattivo in modo che la luce incidente 111, 121 e 131 entrino nel dispositivo di conversione fotoelettrico 104. A questo punto, si può affermare che il potere rifrattivo della superficie inferiore 102 delle microlenti 103 è più grande di quello della superficie superiore 101 delle microlenti 103.

Come descritto in precedenza, le microlenti 103 possono focalizzare la luce incidente sui dispositivi di conversione fotoelettrica 104 grazie alla forma convessa della superficie superiore 101, in modo che essa si estenda verso l'alto e grazie alla forma convessa della superficie inferiore 102 in modo che essa si estenda verso il basso rispetto al piano centrale 130.


Fonte: DPR

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