Alex

Szenzortechnológiát vált a fényképezőgép-ipar

A háttérvilágításos technológiával a fényérzékelő szenzorok jobban kihasználhatók, ezáltal radikálisan javítható a képminőség vagy azonos minőség mellett még tovább növelhető a megapixelek száma.

A fényérzékelő lapkák műszaki felépítése igen bonyolult, de a háttérvilágítás (BSI) megértése nem túl nehéz: a szenzor megfordításával a fényt nem blokkolja részben az elektronika. Ami eddig az érzékelő hátulján volt az mostantól kifelé néz. A legfőbb előny a magasabb fényérzékenység, ami új lehetőségeket nyit a gyártók előtt. Az egyik ilyen még több pixel a chipre helyezése anélkül, hogy csökkenne az egyes pixelekre jutó fény mennyisége, ezáltal részletesebb fotók készülhetnek. A másik opció a jobb képminőség azonos képpontmennyiség mellett - ennek hatása a beltéri fotóknál és videóknál lehet látványos.


A BSI emellett növeli a dinamikatartományt (javítja a részletességet az árnyékos és a világos területeken), gyorsítja a chip adatátviteli sebességét és így javítja a videók sebességét, illetve csökken a kép sarkaiban a torzítás. (Mivel a szenzor sarkaira nagyobb szögben esik a fény, ezért ott gyengébb lesz a fotók minősége mint a felvételek közepén.) Tehát akármit is választanak a cégek mindenképpen fontos dologról van szó. Azonban a BSI alkalmazása növeli a gyártási költségeket és műszakilag nehezebb is megoldani, de a fotósok sokszor bizonyították már, hogy hajlandóak többet fizetni a jobb képminőségért.

A Sony és a Samsung már megkezdték a háttérvilágítás módszerének beépítését termékeikbe, és ugyan előszőr természetesen csak a felsőkategóriás fényképezőgépekben jelenik meg a technológia (az iPhone 4-ben ez van), gyorsan leszivároghat a tömegpiacra szánt masinákba is. A Yole Développement francia elemzőcég optimista előrejelzése szerint alig négy év múlva már a háttérvilágításos szenzorok fogják uralni a piacot. "Sokkal gyorsabb folyamat lesz, mint azt két évvel ezelőtt vártuk" - nyilatkozta Jerome Baron az Image Sensors Europe konferencián.


A mai fényérzékelő lapkák többsége előlapi világítást alkalmaz, aminél tranzisztorok és drótok tömkelegét kell használni. A gyártók rengeteg fejlesztési erőforrást ölnek bele abba, hogy csökkentsék az elektronika mennyiségét, ezáltal a szenzor magasabb pixelszámú lehessen azonos mennyiségű tranzisztor felhasználása mellett. A cél az, hogy a pixelek minél nagyobb része legyen használható a fény rögzítésére (fill factor). A háttérvilágítás az egész problémát megkerüli, ezáltal a fill factor 100%-ra nő. "Magasabb fill factornál jobb érzékenység vagy magasabb felbontás érhető el." - nyilatkozta Baron. "Kulcsfontosságú dologról van szó."

Persze nem minden fenékig tejfel: a BSI a gyártás terén nagy kihívásokat támaszt, az alkatrészeket nagy pontossággal kell beépíteni. A Sony ebben élenjár, részben azért mert Exmor R termékvonala már a háttérvilágítás módszerét alkalmazza. A Samsung és mások szorosan követik, de a Canon, a CMOS lapkák korábbi úttörője még partnereket keres.


A Sony megoldása nem csak saját termékeibe kerül be, hanem ezt alkalmazza majd a Nikon és a Pentax is SLR gépeinél. A cég éppen ezért nem is fogja magát vissza a technológiában rejlő lehetőségek ecsetelésénél. "A CMOS képérzékelők meg fogják haladni az emberi szem képességeit" - mondta Tsutomu Haruta, a Sony Semiconductor Business Group vezetője. Elmondása szerint a vállalat a videokamerákon túl a mobil eszközökben is alkalmazni fogja a BSI-t. Két lapkát mutatott be, egy 1/2,8-as méretű (6.2 x 4.6mm) 16 megapixeles, 1.12 mikronos chipet és egy 1/3.2-es (4.5x3.4mm) 1.4 mikronos 8 megapixelest.

A BSI-CMOS különösen fontos lehet napjainkban, mivel a pixelek egyre kisebbek és a képzaj problémája egyre sürgetőbben követeli ki új megoldások használatát. A fényérzékelő szenzorok piaca nagyon fontos terület, nem csak azért mert milliónyi fogyasztói eszközben van ilyen termék, hanem alkalmazzák ezeket a gyógyászatban, a járműbiztonsági megoldásokban, biztonsági kamerákban és számos egyéb szegmensben. A háttérvilágítás alkalmazása nagyban javíthatja ezek minőségét, mindazonáltal ez a technológia is szenved egy alapvető hátránytól: a szilicíum-alapú lapkák jóval kevésbé érzékenyek a zöld és a kék fényre, mint a vörösre.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • KoJin Mekre #29
    Nem nagyon akarok a vitátokba beszállni, de Én szívesen kipróbálnám a gépeket!! :D
    /komolyan
  • stain #28
    Ja, látom, már más is írta... Ez amúgy bonyolultabb eljárással készül, mert miután készen van a mintázat az előlapon, hátulról, a szilícium felől meg kell maratni a chip-eket, hogy annyira vékony legyen a szílucium, hogy a fény elérje a dope-olt rétegeket. Úgy tűnik, hogy a Canonnak ez most még nem megy, de ha versenyben akarnak maradni, akkor muszáj lesz kijönniük nekik is ilyennel. A CCD-knél ez már régen alkalmazott technológia, a tudományos célú profi CCD-k 10-15 éve hátsó megvilágításúak.
  • stain #27
    Nem háttérvilágításos, hanem hátsó megvilágítású a helyes fordítás.
  • narumon #26
    Hát érdekes ha nem egyezik a véleményünk akkor én csak fikkantok.
    Van itt egy pár Sony Alpha és párféle Canon, gyere el, próbáld ki!
    PL Sony Alpha A580 ami drágább mint a Canon 550D, de hasonlítsd össze a kettőt. Szívesen várlak fröccsögés helyett.
  • JTBM #25
    A cikkben jó lenne javítani a háttérvilágítás kifejezést, mert itt nem erről van szó.
    "Hátulról megvilágított" a helyes kifejezés.

    A fényképezőgépekben a szenzorba beeső fényt nem világítják meg plusszban.

    Egyébként tényleg korszakalkotó technológia.
    És én sem tudtam, hogy a mai szenzorok BSI-k. Nekem is evidensnek tűnt, hogy FSI-k.

    Az érzékenységet a fényképezőgépeknél fizikai korlátok miatt nem lehetséges növelni, csak az érzékelő felületénk növelésével.
    Ha azonban nem 100%-osan használják fel a beeső fotonokat, akkor mégis lehet, ez az FSI.
  • cloud.strife #24
    Ennél nagyobb Sony utálót mint te rég nem láttam, na mindegy elfogadom...... LOL (NOT) :)

    Egyszer életedben kezedbe vennél egy Alpha gépet rájönnél. Ott pl. a NEX. Érdekes hogy a szakemberek mást mondanak mint te. De hálisten te csak fikkantasz, Ők legalább értenek hozzá.

    Amúgy meg tökmindegy a márka, mert ha valaki nem tud látni és fotózni, annak hiába adsz a kezébe egy pl. Hasselblad-ot is, ultratré amatőr képeket fog csinálni. A fotóst ritkán érdekli a techvita....
  • narumon #23
    Nahát, hogy a CMOS-on ki mint fejlesztett ilyet szerintem minden gyártótól találsz, pont ugyanekkora marketing halandzsával, csak náluk máshogy hívják. Nem is lenne ezzel baj ha ez tényleg látszana egy sony fényképező képén, de nem látszik. Nagyon ritkán tudják felvenni a versenyt az ugyanabban a kategóriában versenyző Nikon és Canon gépekkel.
  • narumon #22
    Ezeknek egyiknek sem állítottam az ellenkezőjét.
  • Lateralus #21
    A CMOS szenzort 1967-ben szabadalmaztatta az amerikai Fairchild S.I.

    A Canon adott ki először APS méretű CMOS szenzoros fényképezőgépet, 2000-ben. Jobbára csak a tükrös gépeihez gyártja maga az érzékelőt. A kompaktjaihoz döntő többségben mástól veszi (pl. a Sonytól).

    A cikk viszont a BSI szenzorokról szól. A Sony 2008-ban jelentette be és 2009-től gyártja, de korábban már az OmniVision is bejelentett ilyesmit. Már a 80-as években is felmerült.

    És igen, azért gyártották régebben (és még most is) fordítva, mert nagy tételben úgy volt olcsóbb és mivel viszonylag nagyok voltak a pixelek, nem jelentett akkora gondot.

    Már több gyártó ad ki BSI szenzoros gépeket, de óriási előrelépésnek (képminőségben) azért nem mondható, legfeljebb gyártástechnológiai megújulásnak. Inkább "valamit visz a víz" kategória.

    Képminőségben nagyobb előrelépés volt a nagy szenzoros kompaktok bevezetése, vagyis az érzékelőfelület drasztikus növelése.
  • cloud.strife #20
    Így hirtelen ez? :)
    EXMOR 2006.
    Ez ugye most ebben a cikkben felkapott tech, Cmos terén lehet, hogy a Canon más utakon járt, de én alapjaiban a szenzor gyártás, fejlesztésről beszéltem, tudod te is, csak nem akarod érteni... :)