Инженеры компании Canon разработали новую конструкцию микролинз, используемых перед матрицами цифровых камер. Применение таких микролинз должно уменьшить виньетирование и ложное окрашивание изображения на краях снимка. Новые линзы имеют двояковыпуклую форму – верхняя поверхность собирает свет, а нижняя направляет его на фотодиоды матрицы более эффективным образом. Иллюстрации патента показывают, что нижняя поверхность микролинз имеет смещение точки максимальной выпуклости относительно центра линзы. Разработчики поясняют, что такие микролинзы будут располагаться на краевых участках матрицы, чтобы свет попадал на фотодиоды под более крутым углом (ближе к прямому), чем при обычной конструкции микролинз, когда их нижняя поверхность является плоской.
Изначальная суть проблемы в том, что единичные светочувствительные элементы матрицы (фотодиоды) имеют определенную глубину, словно микроскопические колодцы. Для эффективной работы элемента нужно, чтобы идущие от объектива лучи света были направлены перпендикулярно к поверхности. В случае «обычной конструкции» на фотодиоды, расположенные на краю, свет приходит под острым углом, и преломляющей способности микролинзы недостаточно, чтобы «выпрямить» лучи до вертикали. Ситуация усугубляется тем, что разные цвета имеют разную длину волн, разный показатель преломления и при прохождении через микролинзы изменяют направление распространения различным образом. В результате на фотодиод попадает меньше полезного светового потока (отсюда виньетирование), а часть света еще и попадает на соседние фотодиоды, что приводит к появлению паразитного окрашивания. Качество изображения на краях кадра получается хуже, чем в центре.
Новая двояковыпуклая форма микролинз, предложенная инженерами Canon, будет способна сильнее преломлять падающие под острым углом лучи, так что они станут попадать на матрицу более вертикально. В результате должно уменьшиться как виньетирование, так и ложное окрашивание на краях снимка.
Более подробную информацию можно почерпнуть в полном тексте патента Canon.
Остается добавить, что всё сказанное в большей степени актуально для объективов прошлых лет разработки, первоначально рассчитанных на применение в пленочных полнокадровых камерах. Многие современные объективы имеют телецентрические свойства, то есть на выходе после них лучи уже падают на матрицу под углами, «близкими к вертикали».
