Sony heeft aangekondigd dat het ‘s werelds eerste verticaal gestapelde CMOS-beeldsensorontwerp is, wat een doorbraak zou kunnen zijn op het gebied van beeldvorming bij weinig licht. Volgens Sony werd de doorbraak bereikt door een laag pixeltransistors verticaal te stapelen onder een laag fotodiodes, wat voordelen heeft in de vorm van sterkere pixelverzadigingssignalen, een groter dynamisch bereik en verbeterde beeldprestaties bij weinig licht. De verandering op hardwareniveau is volgens het bedrijf een volledig nieuw ontwerp voor het CMOS-beeldsensorontwerp (complementary metal-oxide semiconductor).
In een typische gestapelde CMOS-beeldsensor zijn de fotodiodes en pixeltransistors naast elkaar, parallel en in een enkele laag gestapeld. Een fotodiode is de buitenste laag van een beeldsensor, die lichtgegevens die door een cameralens binnenkomen opvangt en omzet in elektrische signalen. De pixeltransistors regelen vervolgens de signalen en decoderen ze in kleurgegevens op de sensor zelf, voordat dit signaal wordt verzonden naar de logische chip van de beeldsensor. De logische chip verwerkt vervolgens de gegevens die zijn ontvangen van de pixeltransistors en voert deze door een beeldprocessor om uiteindelijk het eindresultaat te produceren: de foto.
Door de fotodiodes en pixeltransistors in twee lagen te stapelen, heeft Sony het gebied en het volume van elke laag vergroot en elke laag afzonderlijk geoptimaliseerd. Dit heeft volgens Sony geholpen om het typische verzadigingssignaalniveau te verdubbelen, of het volume aan kleur- en luminantiegegevens dat elke pixel kan verwerken. Op zijn beurt vertegenwoordigt dit hogere verzadigingssignaal van elke pixel een veel groter dynamisch bereik dan tegenwoordig kan worden bereikt door een sensor van een bepaalde grootte.
De aparte transistorlaag betekent ook dat de versterkertransistors, die verantwoordelijk zijn voor de verwerking van beeldsignaalruis, ook in omvang kunnen groeien, aangezien de gestapelde sensor een volledige laag biedt voor de pixeltransistors. Dit betekent op zijn beurt dat beeldruis aanzienlijk kan worden verminderd, omdat het beeldsignaal volgens Sony meer wordt versterkt dan voorheen.
“Het uitgebreide dynamische bereik en de ruisonderdrukking die met deze nieuwe technologie beschikbaar zijn, zullen onderbelichting en overbelichting voorkomen in omgevingen met een mix van helder en zwak licht (bijv. instellingen voor tegenlicht) en hoogwaardige, ruisarme beelden mogelijk maken, zelfs bij weinig licht ( bijvoorbeeld binnenshuis, ‘s nachts)’, zei Sony in een verklaring.
Sony verklaarde dat zijn tweelaagse gestapelde CMOS-sensorontwerp in de toekomst zijn weg zal vinden naar smartphone-beeldsensoren, waar het een belangrijke rol kan spelen. Mobiele beeldsensoren worden beperkt door hun grootte, waarbij verticaal stapelen de sleutel kan zijn.
Bedankt voor het lezen tot het einde van dit artikel. Voor meer informatieve en exclusieve technische inhoud, zoals onze Facebook-pagina
