Ο νέας γενιάς αισθητήρας smartphone της Sony απορροφά δύο φορές περισσότερο φως

[trib]

Ο αισθητήρας Stacked CMOS διαχωρίζει τις φωτοδιόδους από τα pixel που ενισχύουν το φως.

Η Sony παρουσίασε έναν νέο τύπο Stacked CMOS αισθητήρα που χρησιμοποιεί pixel δύο επιπέδων (two-layer transistor pixels) για να διπλασιάσει την ικανότητα απορρόφησης φωτός. Οι τυπικοί αισθητήρες εικόνας διαθέτουν φωτοδιόδους ευαίσθητους στο φως αλλά και transistors pixel που ελέγχουν και ενισχύουν το σήμα στο ίδιο επίπεδο. Ωστόσο, ο νέος σχεδιασμός τοποθετεί τις φωτοδιόδους στην κορυφή και τα transistors pixel από κάτω, διπλασιάζοντας περίπου τα επίπεδα κορεσμού του σήματος, όπως αναφέρει η Sony.

Η Sony πρωτοστάτησε σε stacked αισθητήρες που τοποθετούσαν γρήγορη μνήμη κι άλλα ηλεκτρονικά απευθείας κάτω από τον αισθητήρα, επιτρέποντας μεγαλύτερες ταχύτητες ανάγνωσης, ταχύτατο burst shooting αλλά και μειωμένη παραμόρφωση εικόνας. Ο τελευταίας γενιάς αισθητήρας χρησιμοποιεί μια παρόμοια ιδέα, αλλά τοποθετεί τα transistors pixel σε ένα ξεχωριστό επίπεδο κάτω από το επίπεδο της φωτοδιόδου.

Αυτό σημαίνει ότι κάθε επίπεδο θα μπορούσε να βελτιστοποιηθεί, επιτρέποντας στη Sony να διπλασιάσει τον κορεσμό του φωτός του αισθητήρα ή την αποτελεσματικότητα του κάθε pixel ξεχωριστά. Αυτό με τη σειρά του επιτρέπει περίπου τη διπλάσια ικανότητα απορρόφησης φωτός.

Η Sony σημειώνει ότι επειδή τα transistors pixel βρίσκονται σε ξεχωριστό επίπεδο, μπόρεσε να μεγαλώσει και το μέγεθος των τρανζίστορ. Αυτό επιτρέπει μεγαλύτερη ενίσχυση του σήματος, μειώνοντας τον θόρυβο κατά τη νυχτερινή λήψη ή άλλες εικόνες σε σκοτεινές τοποθεσίες. Σύμφωνα με τη Sony, το αυξημένο δυναμικό εύρος θα επιτρέψει εικόνες υψηλής ποιότητας χαμηλού θορύβου ακόμη και σε χαμηλό φωτισμό.

Η Sony δήλωσε συγκεκριμένα ότι η τεχνολογία θα επιτρέψει τη λήψη φωτογραφιών από smartphones σε ακόμη υψηλότερη ποιότητα. Με τη διπλάσια ικανότητα απορρόφησης φωτός, θα επιτρέπει πολύ βελτιωμένη ευαισθησία στο φως ακόμη και σε σχετικά μικρούς αισθητήρες με πολλά megapixel. Η Sony δεν έχει ακόμη αναφέρει πότε αυτή η τεχνολογία θα φτάσει σε smartphones ή κάμερες, αλλά σχεδιάζει να βελτιώσει περαιτέρω τη σχεδίαση τόσο για μεγάλους όσο και για μικρούς αισθητήρες.

Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο

[Haldol]

Πόσα stop βελτιώνει ξέρουμε;

Βέβαια μάλλον πιο πολύ στα κινητά θα βρει εφαρμογή, διότι αυτά "πάσχουν" στο θέμα.

[Athoz]

"διπλασιάσει" άρα ένα stop εξ'ορισμού

[petasis]

4 λεπτά πριν, Haldol είπε

Πόσα stop βελτιώνει ξέρουμε;

Βέβαια μάλλον πιο πολύ στα κινητά θα βρει εφαρμογή, διότι αυτά "πάσχουν" στο θέμα.

Ο καημός μου με της λήψεις στα σκοτάδια... 🙂 Μακάρι...

[Haldol]

5 λεπτά πριν, Athoz είπε

"διπλασιάσει" άρα ένα stop εξ'ορισμού

Χαχα. Στον τίτλο ήταν. My bad.

 

[strange_thomas]

οπότε οκ, χειρότερη ποιότητα σε φακούς ή / και μικρότεροι αισθητήρες για λεπτότερα κινητά   = αποτέλεσμα 0.

[michael92]

19 λεπτά πριν, strange_thomas είπε

οπότε οκ, χειρότερη ποιότητα σε φακούς ή / και μικρότεροι αισθητήρες για λεπτότερα κινητά   = αποτέλεσμα 0.

Αν είναι να φύγει το εξόγκωμα, χαλάλι.   

[Dr_Pepper]

  

2 ώρες πριν, Athoz είπε

"διπλασιάσει" άρα ένα stop εξ'ορισμού

Εξ ορισμού δεν έχουν άμεση σχέση αυτά τα δύο αλλά έμμεση σχέση, δηλαδή τα F-Stop αναφέρονται στο πόσο φως θα αφήσει το διάφραγμα ενός φακού να περάσει και να προβληθεί στον αισθητήρα. 

Εδώ μιλάμε για διπλασιασμού ευαισθησίας ή καλύτερα χωρητικότητας του αισθητήρα (saturation capacity) η χωρητικότητα αυτή μετριέται σε ηλεκτρονιοβόλτ(eV) που με άλλα λόγια σημαίνει διπλασιασμός της ανάλυσης του σήματος ή πιο απλά αύξηση του dynamic range του αισθητήρα. 

Αλλά υπάρχει έμμεση σχέση μιας και λόγω του απο απο πάνω (και θεωρώντας όλες τις άλλες μεταβλητές ίσες/σταθερές δηλαδή αν υποθέσουμε δύο ίδια συστήματα με ίδιους φακούς και ίδιες συνθήκες και μόνη διαφορά μεταξύ τους να ειναι το νέο σύστημα που αναφέρεται στην είδηση) μπορείς να έχεις παρόμοιο αποτέλεσμα με μεγαλύτερο (περίπου διπλάσιο) F-stop (= θα περάσει απο τον φακό περίπου το μισό φώς)  απλά η καινοτομία της sony δεν περιορίζεται σε αυτό. 

Εdit με "περίπου διπλάσιο" εννοώ περίπου 1 Ftsop πιο πάνω σε σύγκριση με το πανομοιότυπο σύστημα χωρίς την καινοτομία της sony. 

Επεξ/σία 20 Δεκεμβρίου 2021 από Dr_Pepper

[Athoz]

4 ώρες πριν, Dr_Pepper είπε

Εδώ μιλάμε για διπλασιασμού ευαισθησίας ή καλύτερα χωρητικότητας του αισθητήρα (saturation capacity) η χωρητικότητα αυτή μετριέται σε ηλεκτρονιοβόλτ(eV) που με άλλα λόγια σημαίνει διπλασιασμός της ανάλυσης του σήματος ή πιο απλά αύξηση του dynamic range του αισθητήρα. 

Ευχαριστώ για την διευκρίνηση. Δεν είχα δει το κομμάτι του saturation. Διάβασα το κείμενο της πηγής και είδα ότι όχι μόνο διπλασιάστηκε η επιφάνεια των pixel άρα διπλασιάστηκε και η ευαισθησία αλλά επείδή η φωτοδίοδος είναι σε ανεξάρτητο layer μπορεί να έχει και μεγαλύτερη διάσταση στο Z άξονα δίνοντας του περισσότερο dynamic range. Επίσης το eV είναι μονάδα ενέργειας, μήπως ενοείς e-;

Επεξ/σία 20 Δεκεμβρίου 2021 από Athoz

[teodoreh]

Αυτά διαβάζω και απορώ με την Samsung που συνεχίζει να εξελίσσει αισθητήρες έχοντας παράλληλα εγκαταλείψει τις Mirrorless και την θαυμάσια NX1. Είναι να τραβάς τα μαλλιά σου...

[Dr_Pepper]

12 ώρες πριν, Athoz είπε

Ευχαριστώ για την διευκρίνηση. Δεν είχα δει το κομμάτι του saturation. Διάβασα το κείμενο της πηγής και είδα ότι όχι μόνο διπλασιάστηκε η επιφάνεια των pixel άρα διπλασιάστηκε και η ευαισθησία αλλά επείδή η φωτοδίοδος είναι σε ανεξάρτητο layer μπορεί να έχει και μεγαλύτερη διάσταση στο Z άξονα δίνοντας του περισσότερο dynamic range. Επίσης το eV είναι μονάδα ενέργειας, μήπως ενοείς e-;

Για ενέργεια μιλάμε όταν μιλάμε για ψηφιακό αισθητήρα φωτός πχ CCD, με απλά λόγια τα φωτόνια (φως) που "σκάει" πάνω στον αισθητήρα προκαλούν ηλεκτρόνια στον αισθητήρα να αλλάξουν θέση, ανάλογα το μήκος κύματος (δηλαδή το χρώμα πιο απλά) η ποσότητα (και άρα η χωρητικότητα με την έννοια του saturation capacity πιο πάνω) και η θέση των ηλεκτρονίων είναι διαφορετική   (έχει να κάνει με στάθμες απο τα άτομα του υλικού που χρησιμοποιείται στον αισθητήρα).

Μια συνοπτική εικόνα απο ένα σχετικό pdf αφήνω εδώ για αναφορά