Sony RGBW: warstwowe sensory CMOS z białymi pikselami

Firma Sony znów chce, aby było o niej głośno na rynku fotograficznym. Tym razem proponuje nam matryce wykorzystujące oprócz pikseli RGB także białe piksele "W". Dodatkowo nowe sensory mają wykorzystywać warstwową konstrukcję, która daje więcej miejsca na piksele i pozwala upakować więcej elektroniki.

Problem niewielkich sensorów i nadmiaru pikseli w dzisiejszych aparatach kompaktowych i smartfonach jest znany chyba każdemu z nas. Podejmowane są różne próby zaradzenia słabej jakość obrazu. Fujifilm pracuje nad koncepcją organicznej matrycy, która pozwoli bez zwiększania rozmiaru sensora podnieść znacząco jakość obrazu. Canon z kolei poszedł na „łatwiznę” i zainstalował w kompakcie sensor o rozmiarze zbliżonym do matrycy APS-C.

Jednak takie rozwiązania nie sprawdzą się w przypadku mobilnej fotografii, gdzie miejsca na moduł cyfrowy zawsze będzie bardzo niewiele. Również te najbardziej kompaktowe aparaty raczej nie zaadoptują dużo większych niż dotychczas matryc. Jedynym ratunkiem wydaje się dopracowanie technologii mobilnej tak, by poprawić jakość obrazowania. W tym właśnie kierunku dąży Fujifilm, a teraz dołącza Sony. W przypadku tego drugiego koncernu, technologia jest już właściwie na prostej ścieżce ku komercjalizacji.

Warstwowa matryca Sony jest mniejsza niż tradycyjne konstrukcje, gdyż górna warstwa sensora wykorzystana jest jedynie na piksele, a nie także dodatkową elektronikę, jak to ma miejsce w tradycyjnych sensorach CMOS.

Sony, dążąc do osiągnięcia lepszej jakości obrazu z niewielkich sensorów, postanowiło zmodyfikować technologię BSI-CMOS. Firma dla tej technologii ukuła własny termin - Exmor R.

Druga generacja matryc BSI-CMOS wykorzystuje warstwową konstrukcję. Podkreślamy, że nie chodzi tu o rozwiązanie typu FOVEON. Nowe matryce będą miały odseparowaną sekcję pikseli oraz elektroniki, które umieszczono na dwóch oddzielnych warstwach. Dodatkowo warstwa z układami elektronicznymi spełnia tę samą rolę, jaką w konwencjonalnych matrycach spełnia podkład pod warstwę z sensorem CMOS.

Takie rozwiązanie, zdaniem Sony, pozwala na osiągnięcie lepszej jakości obrazu dzięki możliwości lepszego dostosowania elektroniki i pikseli do powierzonych im zadań. Mówiąc bardziej ludzkim językiem, na sensorze o tej samej powierzchni co dotychczas będzie więcej miejsca na piksele i elektronikę. Dodatkowe benefity to szybsze przetwarzanie sygnału i oszczędność energii.

Oprócz warstwowej konstrukcji matrycy, Sony wprowadza także nowy układ pikseli RGBW, który wykorzystuje dodatkowe białe piksele. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie czułości układu i zwiększenie zakresu dynamicznego. Co ciekawe, matryce z pikselami RGBW jako pierwszy zaprezentował będący obecnie w bardzo kiepskiej kondycji Kodak (technologia Truesense W-RGB).

Zalety nowych matryc Sony wykorzystuje sprzętowa funkcja HDR Movie (High Dynamic Range Movie). Pozwala ona na zwiększenie zakresu dynamicznego podczas wideofilmowania. Działa to w ten sposób, że sensor wykonuje jednocześnie dwie ekspozycje dostosowane do różnego zakresu dynamicznego. Efekty działania tej funkcji pokazuje poniższe wideo.

Oczywiście te wszystkie achy i ochy dotyczące jakości obrazu bazują na informacjach producenta. Ostateczny werdykt na temat nowej technologii będzie można wydać, gdy pierwsze aparaty trafią do rąk testerów i fotografów.

Pierwszą kategorią aparatów cyfrowych, które otrzymają szansę na wypróbowanie nowej technologii, będą kompakty oraz moduły instalowane w smartfonach. Sony zacznie dostarczać próbki w pierwszej połowie tego roku, tak więc prawdopodobnie pod koniec 2012, a już z pewnością na CES 2013, możemy spodziewać się premiery pierwszych cyfrówek z nowymi matrycami.

Na początek Sony planuje produkcję trzech typów matryc. Pierwszy model o rozdzielczości 8 Mpix będzie miał rozmiar 1/4-cala i warstwową konstrukcję. Kolejne dwa sensory o rozdzielczości 8 i 13 Mpix będą miały rozmiary odpowiednio 1/4-cala i 1/3.06-cala. Obydwie matryce oprócz warstwowej konstrukcji wyposażone będą w układ pikseli RGBW i funkcję HDR Movie.
 

Więcej o matrycach światłoczułych i cyfrówkach do smartfonów:

• Samsung stworzył matrycę CMOS 16 Mpix do smartfonów
• Aparat ze stabilizacją optyczną dla płaskich smartfonów
• Organiczna matryca: dobre zdjęcia z małych cyfrówek
• Aparat cyfrowy o grubości 50 groszówki
• Canon G1 X: początek ery kompaktów z matrycami jak w lustrzankach

Źródło: Sony