FUJIFILM Corporation (prezident: Shigehiro Nakajima) a Panasonic Corporation (prezident: Kazuhiro Tsuga) vyvinuli organickú technológiu obrazového snímača CMOS, ktorá využíva organickú fotoelektrickú konverznú vrstvu, ktorej fotoelektrické konverzné vlastnosti v časti obrazového snímača dopadajúceho svetla, umožňujú dosiahnuť výsledky ďaleko prekračujúce možnosti bežných obrazových snímačov. Použitie tejto technológie u snímačov digitálnych fotoaparátov a iných obrazových zariadení rozširuje ich dynamický rozsah a ďalej zvyšuje citlivosť takže nedochádza k prepalom a je možné zachytiť tmavý objekt v živých farbách a s bohatými textúrami.
Súčasným trendom je neustála snaha vyvíjať nové technológie obrazových snímačov za účelom zvyšovania počtu pixelov. Vďaka tomu došlo k podstatnému zvýšeniu rozlíšenia, avšak k ďalšiemu vylepšeniu obrazovej kvality je nutné zvyšovať dynamický rozsah a citlivosť, zamedziť prieniku svetla do susedných pixelov a miešanie farieb medzi pixelmi. Panasonic k zvýšeniu kvality obrazu u výkonných obrazových snímačov využil svoju technológiu polovodičových zariadení. Na druhej strane, spoločnosť Fujifilm v rámci prípravy novej technológie obrazových snímačov vyvinula vysoko spoľahlivú organickú fotoelektrickú konverznú vrstvu s vysokým absorpčným koeficientom, ktorá je nanesená na tú časť snímača, na ktorú dopadá svetlo, miesto kremíkovej fotodiódy. V rámci svojej spolupráce skombinovali spoločnosti Fujifilm a Panasonic technológiu organickej fotoelektrickej konverznej vrstvy Fujifilm s technológiou polovodičových zariadení Panasonic a spoločne vyvinuli organický CMOS snímač, ktorý prekonáva bežné obrazové snímače. Nový organický obrazový snímač CMOS ponúka v danom odbore najvyšší dynamický rozsah 88dB, až 1,2-krát vyššiu citlivosť, než dosahujú konvenčné snímače, a širší uhol dopadu. Vďaka tomu je možné konštruovať citlivejšie a kompaktnejšie fotoaparáty ponúka a najmä lepšiu obrazovú kvalitu.
Obidve spoločnosti budú presadzovať použitie tejto organickej technológie obrazového snímača CMOS v širokej škále produktov, vrátane bezpečnostných kamier, kamier zabudovaných vo vozidlách, mobilných telefónov a digitálnych fotoaparátov.
Popis novo vyvinutej technológie organického obrazového snímača CMOS
Bežný obrazový snímač tvorí kremíková fotodióda pre záznam svetla, kovové prepojenie, farebný filter a mikrošošovky na čipe. Novo vyvinutá technológia organického obrazového snímača CMOS používa namiesto kremíkovej fotodiódy organickú fotoelektrickú konverznú vrstvu s vysokým absorpčným koeficientom, vďaka čomu je hrúbka vrstvy, na ktorú dopadá svetlo, znížená na 0,5 mikrónu, čo je niekoľkonásobne menej ako u fotodiódy. Konštrukcia prináša tieto výhody:
(1) Najvyšší dynamický rozsah v tomto odbore s hodnotou 88dB, ktorý zamedzuje prepalom a umožňuje robiť živé snímky s bohatými textúrami aj pri slabom osvetlení
Vďaka technológii polovodičových zariadení spoločnosti Panasonic bola dosiahnuté štvornásobne vyššia saturácia signálu v porovnaní s bežnými obrazovými snímačmi. V spojení s novo vyvinutým obvodom na potlačenie šumu prináša táto technológia snímača najvyšší dynamický rozsah v odbore s hodnotou 88dB, zamedzuje tvorbe prepalov vo vysoko jasných scénach a ponúka živé snímky s bohatými textúrami aj za slabého svetla.
(2) 1,2-krát vyššiu citlivosť ako u bežných snímačov, ktoré umožňuje vyhotoviť jasné snímky aj za slabého svetla
Na tranzistory a kovové prepojenia v každom pixeli, vyrobené technológiou pre polovodičové zariadenia spoločnosti Panasonic, je nanesená polovodičová konverzná vrstva vyvinutá s použitím technológie organických materiálov spoločnosti Fujifilm. Oblasť, na ktorú dopadá svetlo, je u bežných obrazových snímačov obmedzená kovovými prepojeniami a potrebou vrstvy brániacej dopadu svetla inam než na fotodiódy jednotlivých pixelov. Organická technológia snímača CMOS však pokrýva snímač organickou vrstvou schopnú zachytiť všetko svetlo dopadajúce na snímač. Oproti bežným snímačom je tak 1,2-krát zvýšená citlivosť a výsledkom sú jasné snímky aj pri slabom osvetlení.
(3) Rozsah uhlov dopadu zvýšený na 60 stupňov pre vernú reprodukciu farieb (viď znázornenie obrazového snímača vyššie)
Hrúbka organickej vrstvy s vysokým absorpčným koeficientom vyvinutej spoločnosťou Fujifilm sa znížila na iba 0,5 mikrónu, teda niekoľkonásobne menej ako v prípade kremíkovej fotodiódy vo svetlocitlivej oblasti. Hrúbka kremíkovej fotodiódy predstavuje najmenej 3 mikróny, takže rozsah uhlov sa obmedzil približne na 30 - 40 stupňov. Tenká vrstva dosiahnutá vďaka organickej technológii obrazových snímačov CMOS umožnila rozšírenie tohto rozsahu na 60 stupňov, takže svetlo dopadajúce pod uhlom je teraz efektívne využité k vernej reprodukcii farieb a nedochádza k miešaniu farieb. Ďalším prínosom je väčšia flexibilita v konštrukcii objektívu umožňujúca zmenšenie celkových rozmerov fotoaparátu.
(4) Vyššia spoľahlivosť v širšom rozsahu použitia
Spoločnosť Fujifilm vyvinula technológiu spracovania umožňujúcu výrobu anorganických vrstiev k ochrane vrstvy organickej. Anorganická vrstva bráni prístupu vlhkosti a kyslíka do organickej vrstvy a ochraňuje ju tak pred postupným znehodnocovaním. Technológia snímača prešla skúškami spoľahlivosti, v rámci ktorých bola vystavená pôsobeniu teploty, vlhkosti, elektrického napätia a svetla, a otvorila tak cestu k využitiu organického obrazového snímača CMOS v širokej škále aplikácií.
Pridaj komentár
...
