Úgy tűnik, hogy komoly konkurenciát kap a Sony szenzorgyártó részlege: a FujiFilm és a Samsung több éves közös munkájának végre beérett a gyümölcse, a páros ugyanis bejelentette a forradalmi ISOCELL Plus képérzékelőt és a mögötte álló technológiát. A sajtótájékoztatóból az sajnos még nem derül ki, mikortól várható az erre a technológiára épülő szenzorok tömeggyártása és a fényképezőgépekbe, okostelefonokba való implementálása.
De mi is a lényege ennek az ISOCELL Plus technológiának? A gyártók ezzel az új szenzorfelépítéssel „kristálytiszta”, színhű fotókat ígérnek még rossz fényviszonyok közepette is. Ezt pedig úgy érték el a mérnökök, hogy megváltoztatták a lapka felületén található fotoérzékelők felépítését, illetve az alkotóelemek sorrendjét. A „klasszikus”, elölről megvilágított CMOS lapka pixelei négy rétegből állnak: mikrolencse legfelül, alatta a színszűrő, majd a vezetékezés, és végül az érzékelő felület, ahol a fotonokból elektromos áram lesz.
A képminőséget úgy lehet szenzorszinten növelni, ha lehetővé tesszük a pixelek számára, hogy minél több foton érje el az érzékelő felületet, ahol a fényből elektromos jel lesz. Ezt egyrészt úgy lehet elérni, ha nagy felületű pixeleket helyezünk el a szenzor felületén, ám a lapkák mérete adott, így minél nagyobb felbontást szeretnénk elérni, annál több, és annál kisebb pixeleket kell elhelyeznünk a síkon – a fizikát nem lehet becsapni ezzel a megoldással. Másrészt viszont újratervezhetjük a pixeleket, hogy azok fénybefogadása hatékonyabb lehessen.
Ráadásul a klasszikusnak mondható elölről megvilágított CMOS szenzorok (FSI – Front Side Illuminated) eleve nem voltak túl hatékonyak, hiszen a pixelek érzékelő felülete előtt helyezkedtek el a többi alkatrészek, így a fotonoknak csupán 30-80%-a tudott hasznosulni. A kérdés megoldására alkották meg az úgynevezett BSI (Back Side Illuminated, avagy hátsó megvilágítású) képérzékelőket, ahol a mérnökök kissé átrajzolták a pixeleket, hogy a fényérzékelő felület előtt már csak a mikrolencse és a színszűrő lehessen; a vezetékezés az érzékelő réteg mögé került. Ezeknél a lapkáknál viszont a pixelek közti „áthallás” okozott zajt, hiszen a csellengő fotonok a szomszédos pixeleket is elérték.
Az ISOCELL első generációja erre az áthallásra kínált megoldást azzal, hogy az egyes pixelek közé fizikai elhatárolás került. Ennek hatására kb. 30%-kal csökkent a vándorló fotonok száma, és ugyanennyi százalékkal nőtt az egyes pixelek foton-telítettsége. Az eredmény? Tágabb dinamikatartomány, élesebb képek, nagyobb színhűség, alacsonyabb zajszint volt. Az ISOCELL technológia további előnye, hogy a pixelek felépítése lehetővé teszi az olyan mikrolencsék beépítését, amelyek a laposabb szögben érkező fénysugarakat is befogják – ezeket pedig a pixel hasznosítani is tudja, hiszen a lapos szögben beeső fotonok a fizikai határolókról visszaverődnek és így el tudják érni az érzékelő réteget. A jobb képminőség mellett ráadásul laposabb szenzorokat is lehet gyártani, ami elsősorban az okostelefonok kameramoduljaiban jelent előnyt.
Kép forrása: Samsung
Az ISOCELL Plus a technológia továbbfejlesztett verziója, ahol a pixelek közti fémhálót egy újfajta anyaggal helyettesítették a fejlesztők. Ennek hatására a színhűség ismét nőtt, és a fényérzékenység 15%-ot javult. Az új technológiának köszönhetően akár 0,8 mikrométeres, vagy még akár annál is kisebb pixeleket lehet a szenzorokra építeni úgy, hogy ne romoljon a képminőség. A fejlesztések eredményeként különösen nagy felbontású érzékelőket lehet majd építeni, de a már meglévő, nagy pixelméretű lapkák is kamatozhatnak a jobb fényhasznosításból. (Forrás: Samsung)
