Sony’nin Semiconductor bölümü, ışık toplama kapasitesini ikiye katlayan iki katmanlı transistör pikselleriyle dünyanın ilk yığınlanmış CMOS görüntü sensörü teknolojisini başarıyla geliştirdiğini duyurdu.
Sony, tipik görüntü sensörlerinin fotodiyotları ve piksel transistörlerini aynı alt tabaka üzerine yerleştirdiğini ancak bu yeni tasarımda onları farklı alt tabaka katmanlarına ayırabildiğini açıklıyor. Sonuç, doygunluk sinyal seviyesini – temel olarak ışık toplama kapasitesini – yaklaşık olarak iki katına çıkaran, dinamik aralığı önemli ölçüde iyileştiren ve gürültüyü azaltan bir sensördür.
Doygunluk sinyal seviyesi, doğrudan bir sensörün ışık toplama kapasitesi değildir, ancak bir sensörün loş ortamlarda ışık bilgisini ne kadar doğru yorumlayabildiğini etkileyen önemli bir geçitleme faktörüdür. Temel açıklama uğruna, ışık toplama yeteneğinin iki katına çıkması bu ilerlemenin sonucudur.
Tipik yığılmış CMOS sensörleri, sinyal işleme devrelerinin oluşturulduğu bir mantık çipinin üzerine yığılmış arkadan aydınlatmalı piksellerden oluşan bir piksel çipinin yapısını kullanır. Her çipin içinde, ışığı elektrik sinyallerine çeviren fotodiyotlar ve sinyalleri kontrol eden piksel transistörler aynı katman üzerinde yan yana yerleştirilmiştir.
Sony’nin yeni mimarisi, fotodiyotları ve piksel transistörlerini yan yana değil, birbiri üzerine yığılmış ayrı alt tabakalara ayıran yığılmış CMOS görüntü sensörü teknolojisindeki bir gelişmedir. Sony, yeni yığınlama teknolojisinin, fotodiyot ve piksel transistör katmanlarının her birinin optimize edilmesini sağlayan mimarilerin benimsenmesini sağladığını, böylece geleneksel görüntü sensörlerine göre doygunluk sinyal seviyesini yaklaşık olarak iki katına çıkardığını ve dolayısıyla dinamik aralığı genişlettiğini söylüyor.
“Ayrıca, sıfırlama transistörleri (RST), seçme transistörleri (SEL) ve amp transistörleri (AMP) dahil olmak üzere transfer kapıları (TRG) dışındaki piksel transistörleri fotodiyot içermeyen bir katman işgal ettiğinden, amp transistörlerinin boyutu artırılabilir.” Sony diyor. “Sony, amfi transistör boyutunu artırarak, gece ve diğer karanlık konum görüntülerinin eğilimli olduğu gürültüyü önemli ölçüde azaltmayı başardı.”
Fotoğraf için sonuç, daha geniş dinamik aralık (zorlu arkadan aydınlatmalı veya loş ayarlarda fotoğraflarda daha iyi pozlama) ve karanlık ortamlarda çekilen fotoğraflarda daha düşük kumlanma anlamına gelir. Sony, bu teknolojinin akıllı telefon fotoğrafçılığı durumunda giderek daha yüksek kaliteli görüntüleme sağlayacağını özellikle belirtiyor. Yeni teknolojinin piksel yapısı, piksellerin mevcut özelliklerini yalnızca mevcut değil, aynı zamanda daha küçük piksel boyutlarında korumasını veya iyileştirmesini sağlayacaktır.
Bu son not, Sony’nin akıllı telefon sensörlerinin fotoğraf kalitesini önemli ölçüde iyileştirmenin bir yolunu bulduğuna inandığını gösterdiği için özellikle önemlidir. Kısacası, mobil fotoğrafçılığın kalitesi, bu atılım sayesinde performansta büyük bir sıçrama görebilir.
Sony, bu teknolojiyi kullanarak ne zaman ölçekli sensörler üretmeyi planladığını belirtmez, ancak büyük ve küçük sensörlerde görüntü kalitesini daha da artırmak için tasarımı yinelemeye devam edeceğini söylüyor.
