La divisione semiconduttori di Sony ha annunciato lo sviluppo del primo sensore di imaging CMOS impilato al mondo con due strati di pixel del transistor. Questo nuovo design è significativo perché raddoppia la capacità di raccolta della luce del sensore rispetto a un tradizionale sensore CMOS impilato.
Più spazio per fotodiodi e transistor allo stesso modo
Spostando la maggior parte dei transistor su uno strato del substrato di silicio diverso da quello utilizzato per la raccolta della luce, Sony è stata in grado di aumentare notevolmente l'area riservata a ciascun fotodiodo. Il risultato è un raddoppio del livello di saturazione del segnale, ovvero il numero massimo di elettroni che possono essere immagazzinati in ogni posizione di pixel.
Allo stesso tempo, spostando la maggior parte dei transistor sul proprio livello, è anche possibile aumentare le dimensioni individuali di ciascuno. E non sorprende che questo sia esattamente ciò che ha fatto Sony.
Livelli di rumore inferiori e migliore gamma dinamica
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Quindi cosa significa tutto questo per la qualità dell'immagine? Ebbene, migliorando il livello di saturazione del sensore, Sony ha anche aumentato la gamma dinamica del chip, o in altre parole, la gamma dai livelli più scuri a quelli più luminosi che è in grado di registrare. E ingrandendo i transistor dell'amplificatore, ha contemporaneamente ridotto i livelli di rumore in uscita.
È importante notare che mentre il livello di saturazione del segnale è stato raddoppiato, ciò non si traduce necessariamente direttamente in un raddoppio della gamma dinamica. (E non implica nemmeno un dimezzamento dei livelli di rumore.) Anche altri fattori del design del sensore avranno il loro ruolo e Sony deve ancora quantificare la portata del DR o i miglioramenti del rumore che ha ottenuto.
Cerca prima la tecnologia negli smartphone e nei sensori a passo ridotto
Tuttavia, è chiaro che c'è il potenziale per un grande passo avanti sotto entrambi gli aspetti. Ci aspettiamo che questa notizia abbia il maggiore impatto sui sensori più piccoli e ad alta risoluzione come quelli utilizzati negli smartphone, prima di arrivare a sensori più grandi, come è avvenuto quando i design dei sensori retroilluminati sono diventati mainstream.
Con meno area disponibile per ciascun fotodiodo in primo luogo, il potenziale di miglioramento in un piccolo sensore ad alta risoluzione è maggiore di quello che sarebbe in uno con bassa risoluzione e/o un'ampia superficie. E lo suggerisce Sony stessa, sottolineando che la sua tecnologia consentirà "la realizzazione di immagini di qualità sempre più elevata come le fotografie degli smartphone".
Quando sarà disponibile?
Sony non ha ancora annunciato alcun prodotto basato sul nuovo design. Né finora ha offerto alcuna linea temporale per la sua potenziale commercializzazione della tecnologia. Ma terremo sicuramente d'occhio eventuali aggiornamenti e riferiremo di conseguenza.