اختراع اپل: سنسورهای نوری خمیده‎ی کروی برای دوربین

اپل روز سه شنبه در رقابتش برای داشتن سیستم‎های تصویربرداری با عملکرد بالا، انعطاف پذیر و مهم‌تر از همه کوچک، درخواستی از حق انحصاری برای یک سنسور نوری کروی و ترتیبی از لنزها به دست آورد که امکان گرفتن تصاویر با رزولوشن بالا را در یک بسته‎ی فوق‌العاده جمع و جور فراهم می‎کند.

15691-12116-160126-Camera-2-l

آنطور که توسط اداره‎ی علایم تجاری و حقوق انحصاری ایالت متحده منتشر شده است، شماره‎ی 9,244,253 برای “دوربین به شکل کوچک با رزولوشن بالا” باعث ایجاد پیوند بین تکنولوژی برتر حسگرها با لنزهای مشابه‌ی پیچیده می‎شود تا یک دوربین دیجیتال جمع و جور و بسیار توانمند، مناسب برای به کارگیری در آیفون و آیپد شکل گیرد.

در بعضی از مثال‎ها، اپل سنسور نوری را شرح می‎دهد که به طور کروی برای دریافت نور ورودی خمیده شده است، این نور از میان لنزهایی که به شکل خاصی طراحی شده‎اند به داخل یک سطح مقعر منکسر می‎شود. یک قیاس مناسب در این رابطه کاسه‎ای خواهد بود که با آب پر شود. کاسه نشان‌دهنده‎ی سنسور تصویر خمیده شده به صورت کروی است و آب یک سیستم شایسته از لنزها است.

برای اصلاح انکسار و انحراف‎های بصری که در بین دوربین‎های مینیاتوری رواج دارد، سیستم لنز‎های پیشنهاد شده شامل سه لنز می‎شود. دوتای آن‎ها محدب یا به شکل اساسی محدب می‎باشند. یک سوم لنزها هلالی، یا لنزهایی با سطوح مخالف محدب یا مقعر می‎باشند، که بین دو عنصر لنزی اول و سنسور نوری کروی قرار گرفته‎اند.

سطوح مقعر لنزهای هلالی به سمت دو عنصر لنزی اول و بنابراین اشعه‎های نوری ورودی می‎باشند. در حالیکه سطح محدب با سنسور خط اتصالی دارد در نتیجه باعث متمرکزسازی نور به داخل سطح حس‌کننده می‎شود.

این نظم بی‌همتای عدسی‎ها باعث می‎شود که در صفحه‎ی تصویر، تمامی ارتفاع‎های میدان دارای یک اندازه‎ی نسبتا کوچک باشند تا اجازه به تولید تصاویری با اعوجاج پایین و شارپ داده شود. اپل می‎گوید، به‌کارگیری یک آرایش خمیده، باعث محدودسازی انکسار در بین میدان تصویر می‎شود، بنابراین اجازه به یک سنسور نوری کوچکتر با پیکسل‎های کوچک مساوی می‎دهد. به‌علاوه، کل این بسته‎ی دوربین با یک طول محور دو میلی‌متری یا کمتر، بی‌نهایت جمع و جور و کوچک است.

ولی این تکنولوژی معایبی دارد، بارزترین آن‎ها اعوجاج خمره‌ای (نقص اپتیکی در عدسی) است. اپل پیشنهاد یک راه حل نرم افزاری برای اصلاح چنین افکت‎های ناخواسته‎ای می‎دهد، که می‎توانند در شدت درجه‎های مختلف ظاهر شود و بستگی به طول نقطه‎ی کانونی، زاویه‎ی باز شدگی دیافراگم و دیگر تنظیمات سیستمی دارد.

15691-12117-160126-Camera-3-l

اپل خیلی وقت است که بر ماژول‎های درخشان سونی، که از عقب نورانی می‎شوند، برای نیازهای تصویربرداری خود تکیه دارد. بنابراین هنوز مشخص نیست که آیا اپل قصد دارد از این حق انحصاری سنسور نوری خمیده‎ی خود برای آیفون بعدی استفاده کند یا نه. ولی استفاده از این تکنولوژی می‎تواند در آینده‌ی نزدیک فراهم شود چراکه اپل قصد دارد در یک دستگاه بسیار نازک اجزای بیشتری را جا دهد.

حق انحصاری سنسور نوری خمیده‎ی کروی اپل ابتدا در سال 2013 درخواست شد و اعتبار آن به Xi Chen و David S. Gere و Matthew C. Waldon به عنوان کسانی که آن را اختراع کرده‎اند بر می‎گردد.