QuantumFilm: una rivoluzione per il mondo dei sensori fotografici?

QuantumFilm: una rivoluzione per il mondo dei sensori fotografici?

di Roberto Colombo, pubblicata il 05 Giugno 2012, alle 14:37

“Con un film depositato su un wafer di silicio prodotto con tecnologie CMOS InVisage promette di rivoluzionare il mondo dei sensori della fotografia digitale”

"In principio era la pellicola, poi vennero i sensori CCD e CMOS e infine QuantumFilm rivoluzionò il mondo della fotografia". È questa la storia che vorrebbero scrivere in InVisage, azienda californiana nata dagli sforzi e dall'esperienza di alcuni ricercatori dell'università di Toronto. Si parla da più di due anni di questa tecnologia, ma il video recentemente pubblicato da InVisage rinnova oggi la sfida e rende molto chiaro ed evidente il passo tecnologico che i tecnici hanno in mente.

La tecnologia InVisage prevede la deposizione di un particolare film, il QuantumFilm, sopra una classica struttura CMOS in silicio, garantendo quindi fin da subito piena compatibilità con i sistemi attualmente utilizzati nel mondo dell'imaging. In questo modo non è più il silicio ad essere al centro del processo di cattura della luce e trasformazione in segnale elettrico, ma è il QuantumFilm a occuparsi della raccolta dei fotoni creando un'immagine della luce raccolta e lasciando al silicio la 'lettura' e digitalizzazione del segnale di tale immagine. Questo passaggio è secondo gli inventori del QuantumFilm in grado di migliorare in modo sensibile il tasso di conversione dei fotoni incidenti, portando a migliori prestazioni dei sensori (sia sul fronte della sensibilità, sia su quello della gamma dinamica) e all'attenuazione di altre problematiche.

InVisage sottolinea poi come QuantumFilm, per le sue caratteristiche, sia più simile a una pellicola come struttura e possa fare un salto avanti anche dal punto di vista della risoluzione. Su questo punto però dal filmato pare l'utilizzo del film richieda comunque necessariamente la sovrapposizione di una matrice colorata e quindi faccia ricadere i sensori con esso costruiti nelle problematiche di moiré legate ai processi di demosaicing.

Al momento l'azienda ha ricevuto diverse iniezioni di capitali e si presenta come un'interessante startup, staremo a vedere quando e come riuscirà ad arrivare sul mercato con prodotti di portata commerciale.


Commenti (9)

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Commento # 1 di: blackavatar pubblicato il 05 Giugno 2012, 15:50
Ben venga se diventasse realtà e mantenesse le aspettative. Noto però che se ne era parlato più di due anni fa e si era addirittura detto che entro il 2011 sarebbero usciti i primi sensori per cellulari con questa tecnologia :S

fonte: http://www.fotografidigitali.it/new...gine_32021.html
Commento # 2 di: acerbo pubblicato il 05 Giugno 2012, 16:40
Non avevo la piu' pallida idea che sugli attuali sensori CMOS la luce fosse catturata da uno strato di silicio, ero convinto che funzionassero già come avverrebbe con questa tecnologia ... pazzesco!!!
Commento # 3 di: acerbo pubblicato il 05 Giugno 2012, 16:41
doppio
Commento # 4 di: Chelidon pubblicato il 06 Giugno 2012, 08:47
Perché [B][COLOR="Blue"]acerbo[/COLOR][/B] come pensi che catturi la luce quello strato lì? A livello di trasduzione del segnale anche il silicio fa la STESSA IDENTICA COSA che semplificando molto significa liberare elettroni ogni qual volta viene stimolato da fotoni. E mi pare anche intuitivo visto che si chiamano sensori elettronici.
L'unica differenza è che i quantum-dot presenti in quello strato organico sono molto più efficienti nel processo di conversione. Inoltre, così come anche la proposta di sensore organico di fuji, è un buon modo per eliminare presumibilmente pure il filtro cut-IR (visto che basta fare quantum-dot adatti al solo spettro visibile), ma soprattutto evitare a monte gran parte dei problemi di FILL-FACTOR di cui abbiamo parlato anchi qui sul forum (che tra le altre cose limitano gli obiettivi iperluminosi).

La sfida credo sia la stabilità del materiale (sarebbe la prima volta che vedo applicato un polimero semiconduttore in qualcosa di consumer), i costi e la riproducibilità dello strato, ma se c'è una start-up pronta commercialmente e non il solito studio semi-teorico da news, direi che dovrebbero avere limitato i problemi ed essere solo in cerca di adozione da parte dell'industria.
Commento # 5 di: acerbo pubblicato il 06 Giugno 2012, 12:05
Originariamente inviato da: Chelidon
Perché [B][COLOR="Blue"]acerbo[/COLOR][/B] come pensi che catturi la luce quello strato lì? A livello di trasduzione del segnale anche il silicio fa la STESSA IDENTICA COSA che semplificando molto significa liberare elettroni ogni qual volta viene stimolato da fotoni. E mi pare anche intuitivo visto che si chiamano sensori elettronici.
L'unica differenza è che i quantum-dot presenti in quello strato organico sono molto più efficienti nel processo di conversione. Inoltre, così come anche la proposta di sensore organico di fuji, è un buon modo per eliminare presumibilmente pure il filtro cut-IR (visto che basta fare quantum-dot adatti al solo spettro visibile), ma soprattutto evitare a monte gran parte dei problemi di FILL-FACTOR di cui abbiamo parlato anchi qui sul forum (che tra le altre cose limitano gli obiettivi iperluminosi).

La sfida credo sia la stabilità del materiale (sarebbe la prima volta che vedo applicato un polimero semiconduttore in qualcosa di consumer), i costi e la riproducibilità dello strato, ma se c'è una start-up pronta commercialmente e non il solito studio semi-teorico da news, direi che dovrebbero avere limitato i problemi ed essere solo in cerca di adozione da parte dell'industria.


Da ignorante in materia credevo che i sensori fossero già implementati con una doppia struttura tipo quella schematizzata, ossia uno strato di silicio che cattura il segnale e sopra una struttura diversa che cattura la luce. Ingenuamente credevo ci fosse tipo un pezzo di vetro o chissà quale minerale particolare .. comunque molto interessante, c'è sempre da imparare.
Commento # 6 di: Chelidon pubblicato il 09 Giugno 2012, 13:33
La struttura precisa dipende molto dal tipo di sensore (i CCD sono un po' diversi dai CMOS), ma il principio fondamentale comune a tutti quelli attualmente usati nelle fotocamere, detto a grandi linee, è che il silicio "libera elettroni di conduzione" se colpito da radiazione sufficientemente energetica: è lo stesso principio delle celle fotovoltaiche detto molto semplificato.
Commento # 7 di: Raghnar-The coWolf- pubblicato il 10 Giugno 2012, 11:12
beh in linea di principio un vero quantum film potrebbe fare a meno della matrice colore, e persino delle microlenti (si possono adattare delle microlenti elettroniche nel retro del sensore, più efficienti).

Bisognerebbe capirne di più per sapere quale vera innovazione porta questo polimero...
Commento # 8 di: LMCH pubblicato il 10 Giugno 2012, 23:33
Originariamente inviato da: Raghnar-The coWolf-
beh in linea di principio un vero quantum film potrebbe fare a meno della matrice colore, e persino delle microlenti (si possono adattare delle microlenti elettroniche nel retro del sensore, più efficienti).

Bisognerebbe capirne di più per sapere quale vera innovazione porta questo polimero...


In primo luogo viene eliminato lo "strato" di fotodiodi (quello che negli schemi è lo "strato" che scompare passando dal sensore "normale" a quello quantum-dot), che attualmente devono essere spessi 6..8 micron per riuscire a beccare le frequenze più lunghe.
Al suo posto si usa la pellicola (è sufficiente che sia spessa 0.5 micron) con i quantum dot.
Già quello è un bel risparmio sul costo di produzione dei sensori.

Poi la maggior efficienza di conversione della pellicola di quantum-dot permetterebbe di eliminare le microlenti (almeno nella fascia di prodotto più economica) ed anche quello è risparmio di tempo e costi.

Questo (almeno i teoria) permetterebbe anche di produre sensori più grandi a parità di costo (che per i telefonini non sarebbe molto interessante ma lo sarebbe per telecamere, fotocamere, ecc.).
Commento # 9 di: Chelidon pubblicato il 16 Giugno 2012, 20:30
Raghnar il polimero presumo sia uno di quelli con catene di doppi legami coniugati, quindi si comporta (approssimando perché l'argomento è molto più complesso e non so se lo conosci) da conduttore dei fotoelettroni.

Condivido il ragionamento di LHCM: il fine principale è quello di abbattere i costi e di semplificare i problemi dovuti agli impilamenti attuali, senza dover rivoltare i processi litografici come nei BSI.

Sulle microlenti non sono così sicuro pensino di eliminarle, almeno per applicazioni serie, perché mi verrebbe da pensare, come mi ricorda sempre yossarian che poi vai a disturbare i pixel vicini; qualche considerazione al riguardo l'abbiamo fatta anche qui: http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=2330818&page=4