Ha ezekből a pixelekből építenek egy új képérzékelőt, akkor soha többé nem kell kiégett képrészletekkel küzdeni, mert nem lesz kiégett terület többé! Német kutatók olyan pixelt terveztek, ami hihetetlenül nagy dinamikaátfogásra képes. A kutatási munkát az Advances in Radio Science című online lapon lehet olvasni. De lássuk, mi az újdonság lényege!
Hirsch, S., Strobel, M., Klingler, W., Schulze Spüntrup, J. D., Yu, Z., és Burghartz, J. N.: „Realization and opto-electronic Characterization of linear Self-Reset Pixel Cells for a high dynamic CMOS Image Sensor”, Adv. Radio Sci., 17, 239–247; https://doi.org/10.5194/ars-17-239-2019, 2019.
A hagyományos pixelek egy idő után túlcsordulnak, azaz hiába érkezik több fény, hiába esnek be további fotonok az érzékelőre, azokat a pixelek már nem képesek hasznosítani. Nos, a németek újdonsága abban rejlik, hogy az ő pixeleik a túlcsordulás után is folytatják a fotonok hasznosítását. Miután egy-egy pixel elérte befogadóképességének csúcsát, egyszerűen újraindítja a munkát: lenullázza az értékét, s egy külön áramkör számolja, hányszor történt meg mindez az expozíció során. A rendszer tartalmaz egy hagyományos A/D konverziós áramkört is, így az is mérhető, hogy az expozíció végén mennyi volt a maradványtöltete az adott pixelnek.
Az Institut für Mikroelektronik Stuttgart csapata megalkotott egy sor tesztpixelt, melyek mind különböző kialakításúak, hogy megtalálják azt a dizájnt, ami a lineáris teljesítményhez a legközelebb áll. Azonban még senki se kezdjen örömtáncba: a fejlesztések még igencsak gyerekcipőben járnak, ráadásul elsősorban a mozgóképfelvétel készítése áll a célkeresztben. Persze, ahogyan Stefan Hirsch, a kutatócsoport vezetője elmondta, az új dizájn elvileg állóképek készítésére is alkalmas.
Az új pixelek hatalmasak, de hiába az 53 mikronos méret, ha a fényérzékeny fotodióda csupán 13%-át teszi ki a teljes rendszernek. Egy többrétegű CMOS lapkánál, ahol az áramköröket egy különálló rétegbe lehetne beépíteni, már valamivel jobb lenne a helyzet: a számítások szerint a pixelek mérete 20 mikronra csökkenne, ráadásul a fényérzékeny terület arányaiban is nagyobb lehetne, de a hagyományos fényképezőgépekbe építhető lapka még így is nagyon alacsony felbontású lenne. Vegyük összehasonlításképp a Sony 12 MP-es full frame lapkáját az A7S II-ből, ahol 8,5 mikronosak a pixelek, és a fényérzékeny terület majdnem azonos méretű ezzel. Még sok víz lefolyik a Dunán, mire beérik ez a technológia, de jó látni, hogy többféle irányba is haladnak a kutatások. Ki tudja, hogy tíz év múlva már milyen képérzékelőkkel dolgozhatunk?! (Forrás: dpreview.com)
