Die (Sensor-)Welt steht auf dem Kopf

Sony entwickelt neuen "rückwärtig" belichteten CMOS-Bildsensor

2008-06-12 Nachdem kürzlich schon die Firma Omnivision die Entwicklung eines Bildsensors mit so genannter Back-Side-Illumination (kurz: BSI) bekannt gegeben hat, kündigt nun auch Sony einen solchen an. Das lässt natürlich spätestens jetzt die ganze Szene aufhorchen, sind doch die Chancen, einen solchen Sony-Sensor in naher oder fernerer Zukunft in irgendwelchen Markenkameras wieder zu finden (und seien es nur die hauseigenen Kameras) deutlich größer als beim Omnivision-Chip, und außerdem verspricht die neue Sensortechnologie deutlich rauschärmere Bilder.  (Yvan Boeres)

  • Bild Sony BSI-Sensor [Foto: Sony]

    Sony BSI-Sensor [Foto: Sony]

Bei der bisher verwendeten FSI-Architektur (Front Side Illumination) liegt die Vorderseite der lichtempfindlichen Schicht eines Bildsensors nicht komplett frei, da sie zu großen Teilen von irgendwelchen Leiterschichten mit den Steuerschaltungen usw. verdeckt wird. Bei der BSI-Architektur wird die Chipstruktur sozusagen "auf den Kopf gestellt", so dass die Leiterschichten zum Chipsockel hin zeigen und die freiliegende Rückseite der lichtempfindlichen Schicht nach oben, d. h. zur Sensoroberfläche hin zeigt. Die lichtempfindliche Schicht wird also in gewisser Weise von hinten belichtet; weil das Licht durch die Mikrolinsen und die Farbfilter direkt auf die freiliegende Fläche dieser Schicht trifft, gibt es viel weniger Lichtverlust.

Laut Sony konnten die inhärenten Nachteile der BSI-Architektur (u. a. stärkeres Grundrauschen, höhere Dunkelströme und höhere Defektanfälligkeit der Pixel) durch BSI-optimierte Fotodioden- und Mikrolinsen-Strukturen ausgeglichen werden. Man habe einen CMOS-Bildsensor in BSI-Bauweise mit einer effektiven Auflösung von rund 5 Megapixeln und mit einer Pixel-Kantenlänge von nur 1,75 µm in Entwicklung, bei dem das Signal/Rausch-Verhältnis um 8 Dezibel gesteigert werden konnte – was fast einer Verdoppelung der Empfindlichkeit (+6 dB) bei drastischer Reduzierung des Bildrauschens (-2 dB) entsprechen soll. Solche Sensoren sollen später in digitalen Video- und Fotokameras zum Einsatz kommen; dies ist nur ein weiteres Anzeichen dafür, dass derzeit bei den Bildsensoren Entwicklungen stattfinden, von denen auch die als rauschfreudig verschrienen Kompaktkamera- und Kamera-Handy-Sensoren profitieren werden.

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