Nuovo sensore CCD Sony con doppio strato di microlenti

Nuovo sensore CCD Sony con doppio strato di microlenti

di Roberto Colombo, pubblicata il

“Sony ha sviluppato un nuovo sensore da 14,2 megapixel che stabilisce un primato nella dimensione dei pixel. Con un doppio strato di microlenti promette alta sensibilità, elevata raffica e bassi consumi”


Commenti (29)

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Commento # 11 di: ciop71 pubblicato il 26 Maggio 2010, 19:04
Fotosensore piu' piccolo = meno gamma dinamica, e su questo non c'è niente da fare (piu' piccolo è il secchio meno acqua entra per fare un paragone).
Poi piu' roba c'è davanti piu' è facile che si introducano aberrazioni varie, non venitemi a dire che si possono correggere perchè questi sono sensori dedicati a compatte o peggio cellulari, quindi la cosa piu' importante è che costino poco e che consumino poco, la qualità di immagine è messa in secondo (o anche in terzo) piano.
Io vedo un grosso passo indietro, poi l'ufficio marketing lo farà passare come un miglioramento e continueremo a purtroppo continueremo a sentire gli amici che diranno, a ragione, che le compatte di 4-5 anni fa facevano foto migliori.
Commento # 12 di: rigelpd pubblicato il 26 Maggio 2010, 20:12
1) molti non hanno capito a cosa ci stanno a fare quelle lentine: questi sensori sono dei chip che hanno più o meno le stesse dimensioni e lo stesso numero di pixel di CCD normali ma hanno pixel più piccoli, di conseguenza tra un pixel e il successivo c'è dello spazio che non contribuisce alla raccolta di luce. Per far si che venga raccolta anche quella luce che andrebbe persa (poichè cade tra un pixel e l'altro) si utilizzano delle microlenti per convogliare la luce nel singolo pixel e quindi aumentare l'area di racoclta del suddetto. Perchè fanno i pixel così picocli e così distanziati uno dall'altro? Semplicemente perchè un pixel più piccolo può essere alimentato con un voltagigo minore e quindi presenta del rumore minore (che ripende dall'alimentazione e dal numero di pixel). Al tempo stesso però si vuole che la dimensione del sensore sia grande perchè l'immagine generata dalle ottiche sul piano immagine è grande.

2) E' falso dire che le dimensioni di una superficie sensibile limitano la lunghezza d'onda della radiaizone raccolta, semplicemente quello che succede è che per una qualsiasi ottica è impossibile focalizzare la luce in spot più piccoli della sua lunghezza d'onda. Se ad esempio vogliamo focalizzare il rosos a 700nm avremo uno spot almeno di 700nm di diametro e se il pixel è più picoclo di 700nm non catturerè tutta la luce, ma comunque qualche fotone "rosso" colpirà il pixel

3)Poichè tali lenti agiscono solo come dei minuscoli condensatori pixel per pixel, non introducono nessuna aberrazione, le aberrazioni di queste ottiche vanno ad influire solo sulla quantità di luce raccolta da ogni singolo pixel, se le ottiche non sono perfettamente identiche potremmo avere un rumore tipo buio ma nessuna delle aberrazioni che conoscete.
Commento # 13 di: Mercuri0 pubblicato il 26 Maggio 2010, 22:38
Originariamente inviato da: the_joe
e comunque le ottiche lavorano meglio su frequenze spaziali più ampie e quindi su dimensioni di pixel più grosse.....


'sta cosa sembra fraintenderla un pò di gente in giro. A parità di area del sensore, mica facendo pixel di area più piccola la lente "lavora peggio"!

Uguale è! Al massimo la maggiore risoluzione del sensore espone le aberrazioni che prima non si vedevano, o sovrarisolve la lente. Ma questo si pareggia con lo zoom indietro di win, eh.

Peggiorare proprio no.
Commento # 14 di: ecosca pubblicato il 27 Maggio 2010, 08:47
wow... fantastico...
peccato solo che ppi sopra sti sensori ci montano dei fondi di bottiglia con zoom 7399x

come dire:
* ho perso il lavoro
* mi hanno svaligiato casa
* la banca è fallita
... pero oggi ho trovato 10 cent per terra !!!!
Commento # 15 di: frankie pubblicato il 27 Maggio 2010, 12:57
Originariamente inviato da: Notturnia
mi incuriosisce ma resto dell'idea che la strada intrapresa da Canon sia potenzialmente migliore..
in merito a quanti pixel ci possono stare su un sensore mi pare un discorso ridicolo.. è come dire che un processore di oggi ha troppi transistor per mmq ..

l'importante non è il numero ma cosa ci si ottiene.. a prescindere..

quindi ben venga un maggior dettaglio di immagine .. continuino a lavorare e facciano entrare più luce in questi sensori e maggior gamma dinamica..


No, e si chiama diffrazione:

http://www.appuntidigitali.it/3345/...nsori-digitali/
Commento # 16 di: marchigiano pubblicato il 27 Maggio 2010, 15:08
Originariamente inviato da: rigelpd
Semplicemente perchè un pixel più piccolo può essere alimentato con un voltagigo minore e quindi presenta del rumore minore (che ripende dall'alimentazione e dal numero di pixel)


è il contrario

il "rumore" in realtà è un rapporto segnale/rumore appunto. se tu abbassi il segnale devi anche abbassare il rumore altrimenti diminuisci il rapporto e la foto di fatto viene più "rumorosa"

questi non sono sensori per chi cerca la qualità, sono sensori che devono costare poco e consumare poco
Commento # 17 di: rigelpd pubblicato il 27 Maggio 2010, 15:19
marchigiano ha scritto:

è il contrario

il "rumore" in realtà è un rapporto segnale/rumore appunto. se tu abbassi il segnale devi anche abbassare il rumore altrimenti diminuisci il rapporto e la foto di fatto viene più "rumorosa"

questi non sono sensori per chi cerca la qualità, sono sensori che devono costare poco e consumare poco


E' l'esatto opposto, si tratta di alta tecnologia optoelettronica per sistemi professionali.

Un pò di impegno prego... Lo so che ho scritto un post lungo ma almeno leggerlo tutto se si vuole criticarlo!

Se hai affermato che un pixel più piccolo cattura meno luce è chiaro che non hai letto tutto il mio post:

ad ogni pixel è associata una lentina condensatrice tale lente aumenta l'area di raccolta del pixel ad un'area paragonabile all'area della lentina, che è decisamente più grande del pixel (altrimenti che condensatore sarebbe...?). Di conseguenza una soluzione come questa permette di avere un'elevata quantità di segnale caratteristica che normalmente si ha con pixel grandi e nel contempo un basso livello di rumore, caratteristica che si ha con i pixel piccoli che proprio in quanto piccoli possono essere alimentati a voltaggi minori.

La verità è che molti hanno visto la figura ma non si sono resi conto che il rettangolo rosa non è l'intero CCD, è solo un singolo pixel. Il sistema presentato ha una lentina (o due) per ogni singolo pixel del CCD.
Commento # 18 di: yossarian pubblicato il 27 Maggio 2010, 16:15
Originariamente inviato da: rigelpd
1) molti non hanno capito a cosa ci stanno a fare quelle lentine: questi sensori sono dei chip che hanno più o meno le stesse dimensioni e lo stesso numero di pixel di CCD normali ma hanno pixel più piccoli, di conseguenza tra un pixel e il successivo c'è dello spazio che non contribuisce alla raccolta di luce.


in tutti i sensori, tra un pixel e l'altro ci sono degli spazi che non contribuisono alla raccolta della luce, indipendentemente dalle dimensioni dei fotositi. Questi spazi alloggiano i buffer dove sono immagazzinate le cariche e i circuiti di sincronizzazione dei registri a scorrimento nei ccd; nei cmos c'è anche il CAG con relativo circuito di amplificazione per ogni singolo pixel. Inoltre, lo spazio tra fotositi serve a ridurre le interferenze (pixel crosstalking, blooming, ecc).

Originariamente inviato da: rigelpd
Per far si che venga raccolta anche quella luce che andrebbe persa (poichè cade tra un pixel e l'altro) si utilizzano delle microlenti per convogliare la luce nel singolo pixel e quindi aumentare l'area di racoclta del suddetto.


microlenti che sono presenti anche sui sensori delle reflex.

Originariamente inviato da: rigelpd
Perchè fanno i pixel così picocli e così distanziati uno dall'altro? Semplicemente perchè un pixel più piccolo può essere alimentato con un voltagigo minore e quindi presenta del rumore minore (che ripende dall'alimentazione e dal numero di pixel). Al tempo stesso però si vuole che la dimensione del sensore sia grande perchè l'immagine generata dalle ottiche sul piano immagine è grande.


l'unico vanatggio nell'avere una risoluzione maggiore è nella riduzione dell'aliasing in genere e del moire in particolare. Questo permette di utilizzare filtri antim,oire meno "morbidi" e avere più nitidezza. Ma oltre un certo limite, gli effetti della diffrazione "mangiano" i dettagli e riducono, di fatto, la risoluzione nominale. Inoltre, non è affatto vero che pixel più piccoli hanno minori richieste energetiche. Anche nel sensore della news, il consumo è diminuito solo in virtù del ricorso alla tecnologia thin film per i circuiti elettrici e non per la riduzione delle dimensioni del fotosito. Tra l'altro, pixel più piccoli sono maggiormente soggetti alle interferenze ed al rumore e la spaziatura relativa deve essere maggiore; di conseguenza necessitano di microlenti migliori rispetto a fotositi più grandi. Nella news si specifica, infatti, che per avere una sensibilità alta, si fa ricorso al pixel binning, 4x, unendo i dati di 4 pixel contigui per ottenere immagini meno rumorose. La stessa tecnica adottata, ad esempio, nella fuji f200 exr che fa pixel binning 2x col risultato che le immagini a 6 Mpixel hanno più qualità di quelle a 12, soprattutto se si guardano dai 200 iso in su.

Originariamente inviato da: rigelpd

2) E' falso dire che le dimensioni di una superficie sensibile limitano la lunghezza d'onda della radiaizone raccolta, semplicemente quello che succede è che per una qualsiasi ottica è impossibile focalizzare la luce in spot più piccoli della sua lunghezza d'onda. Se ad esempio vogliamo focalizzare il rosos a 700nm avremo uno spot almeno di 700nm di diametro e se il pixel è più picoclo di 700nm non catturerè tutta la luce, ma comunque qualche fotone "rosso" colpirà il pixel


più i pixel sono piccoli e ravvicinati, più la radiazione rossa che dovrebbe colpire un singolo fotosito colpirà quelli contigui su un'area maggiore, abbassando la risoluzione reale e aumentando i disturbi.

Originariamente inviato da: rigelpd

3)Poichè tali lenti agiscono solo come dei minuscoli condensatori pixel per pixel, non introducono nessuna aberrazione, le aberrazioni di queste ottiche vanno ad influire solo sulla quantità di luce raccolta da ogni singolo pixel, se le ottiche non sono perfettamente identiche potremmo avere un rumore tipo buio ma nessuna delle aberrazioni che conoscete.


una lente può fare diffrazione, riflessione o rifrazione. In teoria, una buoa lente non dovrebbe diffrangere e neppure rifrangere ma, in ogni caso, una lente in più, poichè non esiste la lente perfetta, ha, comunque, l'effetto di rendere l'immagine più morbida. In questo caso, poichè parliamo di due sole lenti, la maggior morbidezza può essere abbondantemente compensata dal fatto che lo schema proposto serve a focalizzare più radiazione sul singolo fotosito. In quanto alle aberrazioni, si tratta di effetti dovuti alla non corretta focalizzazione di una o più componenti cromatiche sul piano del sensore e, in questo caso, non c'entrano niente.

Originariamente inviato da: rigelpd
marchigiano ha scritto:

E' l'esatto opposto, si tratta di alta tecnologia optoelettronica per sistemi professionali.

Se hai affermato che un pixel più piccolo cattura meno luce è chiaro che non hai letto tutto il mio post:

ad ogni pixel è associata una lentina condensatrice tale lente aumenta l'area di raccolta del pixel ad un'area paragonabile all'area della lentina, che è decisamente più grande del pixel (altrimenti che condensatore sarebbe...?). Di conseguenza una soluzione come questa permette di avere un'elevata quantità di segnale caratteristica che normalmente si ha con pixel grandi e nel contempo un basso livello di rumore, caratteristica che si ha con i pixel piccoli che proprio in quanto piccoli possono essere alimentati a voltaggi minori.

La verità è che molti hanno visto la figura ma non si sono resi conto che il rettangolo rosa non è l'intero CCD, è solo un singolo pixel. Il sistema presentato ha una lentina (o due) per ogni singolo pixel del CCD.


continui a fare confusione; pixel piccoli introducono più rumore rispetto a quelli grandi; un pixel grande ha una maggiore full well capacity, il che significa che cattura più luce e ha un serbatoio più grande dove immagazzinare gli elettroni generati; più carica immagazzinata significa maggiore informazione e un miglior rapporto sgnale/rumore quantico che è di tipo random pattern (ergo, non eliminabile) ed è quello che influenza, in misura prevalente, soprattutto il rumore ad alti iso. Pixel più piccoli sono più soggetti a blooming e pixel crosstalk. Più i pixel sono piccoli maggiore è l'apertura di diaframma a cui inizia a manifestarsi la diffrazione (praticamente, per pixel di queste dimensioni, hai diffrazione anche a diaframma tutto aperto).
Commento # 19 di: yossarian pubblicato il 27 Maggio 2010, 16:18
Originariamente inviato da: Mercuri0
'sta cosa sembra fraintenderla un pò di gente in giro. A parità di area del sensore, mica facendo pixel di area più piccola la lente "lavora peggio"!

Uguale è! Al massimo la maggiore risoluzione del sensore espone le aberrazioni che prima non si vedevano, o sovrarisolve la lente. Ma questo si pareggia con lo zoom indietro di win, eh.

Peggiorare proprio no.



la risolvenza del sistema lente/sensore si può paragonare ad un parallelo delle due risolvenze. Quindi non è corretto dire che il sensore sovrarisolve la lente ma, al limite, che aumenta il valore della risolvenza complessiva.
Commento # 20 di: rigelpd pubblicato il 27 Maggio 2010, 16:48
per yossarian:

1)non puoi negare che minori dimensione di dell'area sensibile di un fotodiodo comportano un minore rumore, è fatto fisico risaputo.

2) la necessità di utilizzare delle microlenti deriva proprio dal fatto che per ridurre il rumore si è scelto di usare pixel più piccoli, ma pixel minori comportano una minor quantità di luce raccolta a parità di dimensione del CCD perchè aumentano gli spazi tra un pixel e il successivo, di conseguenza serve una lentina per fare da condensatore. La motivazione del fatto che a una riduzione della dimensione del pixel non è corrisposta una diminuzione della dimensione del CCD è quella che tu stesso ha descritto: pixel troppo piccoli e contemporaneamente troppo ravvicinati soffrono del problema della diffrazione.

3) pixel più piccoli non necessariamente riducono il rapporto segnale rumore se hanno un condensatore che gli concentra la luce!

ad esempio se ho un pixel di 1 micron quadrato e ho una lente condensatore di 4micron quadrati esso raccoglierà la stessa quantità di luce di un pixel di 4 micronquadrati ma avrà meno rumore perchè potrà essere alimentato a un voltaggio minore.
Tu affermi che potrebbe presentarsi il caso in cui vi sia una carenza di elettroni all'interno del pixel in rapporto al numero di fotoni in arrivo, un problema del genere assolutamente non esiste soprattutto perchè qui non stiamo parlando di concentrare in un singolo pixel una quantità di luce di un'area 100-1000 volte maggiore.

4) La diffrazione non dipende assolutamente dalla dimensione dei pixel. La diffrazione è sempre presente, solo che se i pixel sono grandi non ce ne accorgiamo. Il problema in questo caso però non si pone perchè ogni pixel è equispaziato dal seguente da uno spazio maggiore di quello del limite per diffrazione delle ottiche, è per questo motivo che servono le lenti, concentrano la radiazione che andrebbe perduta proprio per questi spazi vuoti.
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