Per ora sono solo 1,46 megapixel, ma il nuovo sensore Sony è molto promettente

Per ora sono solo 1,46 megapixel, ma il nuovo sensore Sony è molto promettente

di Roberto Colombo, pubblicata il

“Prima implementazione della tecnologia annunciata nel 2016, il nuovo sensore CMOS retroilluminato di tipo stacked (a strati impilati) sviluppato da Sony è molto promettente. Grazie ai convertitori A/D su ogni pixel offre un global shutter davvero efficace. Al momento ha solo 1,46Mp di risoluzione, ma apre il campo a nuovi sviluppi”

Sony è leader mondiale per quanto riguarda la produzione di sensori d'immagine e in questi anni ha sviluppato importanti tecnologie che hanno contribuito alla rivoluzione della fotografia digitale. Sebbene non abbia ricadute dirette sulle fotocamere, anche l'ultimo annuncio in ordine di tempo può giocare un ruolo molto importante per i sensori delle fotocamere del futuro.

Come riportato da un comunicato stampa, Sony Corporation ha annunciato lo sviluppo di un nuovo sensore CMOS retroilluminato di tipo stacked (a strati impilati) dotato di global shutter, grazie a un'innovativa struttura con conversione analogico-digitale su ogni pixel. Nei sensori convenzionali la lettura delle informazioni digitali convertite dai segnali analogici dei fotorecettori avviene riga per riga, dando vita, anche nei sensori più veloci, all'effetto rolling shutter, che porta a deformazioni nell'immagine, riproducendo corpi dritti in rapido movimento con una deformazione 'a banana'. La mazza del golfista durante lo swing o le pale di un elicottero sono gli esempi più lampanti dell'effetto rolling shutter.

Al momento in fotografia per 'congelare' il movimento senza deformazioni si utilizza un otturatore meccanico. I più recenti sensori, come quello che la stessa Sony utilizza sulla sua top di gamma full frame Alpha A9, con una velocità di lettura migliorata, grazie anche al montaggio delle memoria di buffer direttamente sul sensore, minimizzano questo effetto anche quando si utilizza l'otturatore elettronico, senza però riuscire ad liberarsene completamente. Il nuovo sensore sviluppato da Sony promette però di eliminarlo del tutto, con la lettura in blocco di tutti i pixel del sensore.

Al momento il sensore sviluppato ha soli 1,46 megapixel di risoluzione, ma apre il campo a interessanti sviluppi. Anche le tecniche utilizzate sulla full frame A9 avevano debuttato su sensori di piccole dimensioni e risoluzioni ridotte. Il nuovo sensore, con convertitori A/D a 14-bit su ogni pixel beneficia di una nuova tecnologia per costruire un'interfaccia di connessione Cu-Cu (rame-rame) tra il substrato sensibile alla luce e il sottostante strato in cui è ospitata la logica del sensore, in particolare quella deputata a memorizzare le informazioni digitali. La chiave del nuovo sensore sta proprio in queste connessioni rame-rame (circa 3 milioni) che offrono diversi vantaggi rispetto a quelle basate sul silicio, tra cui maggiori compattezza e libertà di design. Utilizzando un convertitore A/D per fotosito, il nuovo sensore ne integra un numero circa mille volte superiore a quello di un sensore tradizionale. Il lato negativo di questo design è una richiesta maggiore di corrente, visto l'alto numero di convertitori A/D, ma Sony ha risolto il problema con un rinnovato design a bassa corrente di questi elementi.

La tecnologia era stata annuciata nel dicembre del 2016 e ora questa prima applicazione la porta dalla teoria alla pratica. Sarà interessante vedere i possibili sviluppi aumentando dimensioni e risoluzione del sensore.


Commenti (9)

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Commento # 1 di: zoomx pubblicato il 19 Febbraio 2018, 21:33
"Al momento in fotografia per 'congelare' il movimento senza deformazioni si utilizza un otturatore meccanico."

Anche gli otturatori meccanici a tendina soffrono dello stesso fenomeno oltre una certa velocità di scatto, di solito corrispondente a quella massima di sincronizzazione del flash.
Gli otturatori centrali sono invece esenti da questa aberrazione ma non raggiungono i tempi brevi degli otturatori a tendina.
Commento # 2 di: emanuele83 pubblicato il 20 Febbraio 2018, 08:26
Il lato negativo di questo design è una richiesta maggiore di corrente, visto l'alto numero di convertitori A/D, ma Sony ha risolto il problema con un rinnovato design a bassa corrente di questi elementi.


bassa corrente alto rumore. prevedo gamme di utilizzo ridotte con risoluzioni ridotte a meno di non scalare di un fattore probabilmente 10/50 l'alto consumo. peccato non ci siano indicazioni a riguardo.
sicuramente in ambito video capturing con un po di AI di controno sensori di questo tipo possono fare faville in ambiente industriale
Commento # 3 di: +Benito+ pubblicato il 20 Febbraio 2018, 09:10
Non ho capito, le interconnessioni in rame sono interconnessioni elettriche tra i componenti, mentre quelle "al silicio" sono interconnessioni "logiche", come mai vengono mischiate?
Commento # 4 di: emanuele83 pubblicato il 20 Febbraio 2018, 09:39
Originariamente inviato da: +Benito+
Non ho capito, le interconnessioni in rame sono interconnessioni elettriche tra i componenti, mentre quelle "al silicio" sono interconnessioni "logiche", come mai vengono mischiate?


no le interconnessioni in rame sono tra i due wafer di silicio. producono un wafer con i fotosensori e uno con gli ADC e la logica e poi li incollano assieme uo sopra l'altro. per trasmettere i fotoelettroni da capacitä di pixel a ADC serve una connessione che in Sony hanno fatto in rame invece che in silicio superdopato. metallo è sempre meglio sdi semiconduttore quando c'è da trasmettere cariche.
Commento # 5 di: +Benito+ pubblicato il 20 Febbraio 2018, 09:41
ah perchè normalmente di usa il silicio dopato? E perchè?
Commento # 6 di: emanuele83 pubblicato il 20 Febbraio 2018, 10:01
Originariamente inviato da: +Benito+
ah perchè normalmente di usa il silicio dopato? E perchè?


credo sia un problema di tecnologia e metodo di realizzazione. chi ha inventato il processo di "saldatura" dei due chip fino ad ora ha ritenuto per motivi di costo (probabilmente) o di più facile/efficace realizzazione che il silicio dopato si prestasse meglio al compito. ora devono avere inventato un metodo migliore per usare il rame. le metallizzazioni nel singoo IC ci sono sempre state ma usarle per saldare due chip è probabilmente arduo.
Commento # 7 di: Oldbiker pubblicato il 20 Febbraio 2018, 10:12
Originariamente inviato da: +Benito+
ah perchè normalmente di usa il silicio dopato? E perchè?


Perché il silicio è solo un materiale di supporto, elettricamente inerte, e deve essere obbligatoriamente dopato: è il drogaggio che svolge le varie funzioni elettroniche.
Commento # 8 di: emanuele83 pubblicato il 20 Febbraio 2018, 10:28
Originariamente inviato da: Oldbiker
Perché il silicio è solo un materiale di supporto, elettricamente inerte, e deve essere obbligatoriamente dopato: è il drogaggio che svolge le varie funzioni elettroniche.


Diamogli un nome: semiconduttore. nel silicio non drogato (intrinseco) la conduzione è possibile in funzione della temperatura che eccita gli elettroni e li fa passare da banda di valenza a banda di conduzione oppure a causa di difetti nelal struttura che deformano le bande.

https://en.wikipedia.org/wiki/Intrinsic_semiconductor
An intrinsic semiconductor, also called an undoped semiconductor or i-type semiconductor, is a pure semiconductor without any significant dopant species present. The number of charge carriers is therefore determined by the properties of the material itself instead of the amount of impurities. In intrinsic semiconductors the number of excited electrons and the number of holes are equal: n = p. This may even be the case after doping the semiconductor, though only if it is doped with both donors and acceptors equally. In this case, n = p still holds, and the semiconductor remains intrinsic, though doped.

The electrical conductivity of intrinsic semiconductors can be due to crystallographic defects or electron excitation. In an intrinsic semiconductor the number of electrons in the conduction band is equal to the number of holes in the valence band.

inoltre il buon vecchio silicio, quando legato con l'ossigeno diventga un ottimo isolante (SiO2 ovvero vetro)

come diceva il mio professore di elettronica dello stato solido: l'ossido di silicio è baciato dal signore.
Commento # 9 di: +Benito+ pubblicato il 20 Febbraio 2018, 12:28
Originariamente inviato da: Oldbiker
Perché il silicio è solo un materiale di supporto, elettricamente inerte, e deve essere obbligatoriamente dopato: è il drogaggio che svolge le varie funzioni elettroniche.


ovvio che è un semiconduttore. Mi chiedo come mai, visto che nei chip tipo GPU e GPU si usano da sempre interconnessioni metalliche tra i transistor, nei chip di questo tipo invece si usino interconnessioni "scadenti" drogando il silicio piuttosto che usare interconnessioni metalliche.
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