Nach Sony Exmor-R

Toshiba bringt BSI-CMOS-Bildsensor auf den Markt

2009-10-31 Im Juni 2008 gab Sony die Entwicklung eines CMOS-Bildsensors in BSI-Bauweise bekannt, bei der die Fotodioden über den Leiterbahnen liegen (siehe weiterführenden Link). Nun will auch Toshiba in dieses innovative Geschäft einsteigen und stellt einen BSI-CMOS-Bildsensor für Digitalkameras vor, der gleich 14,6 Megapixel auflöst. Das ist ein wenig schmeichelhafter Rekord, denn der Sensor ist nur 1/2,3" groß. Bis der Sensor in käuflichen Produkten verbaut sein wird, vergeht aber noch etwas Zeit – die Massenproduktion startet erst im dritten Quartal 2010.  (Benjamin Kirchheim)

Konventioneller Toshiba Bildsensor [Foto: Toshiba]Bisher hatte Toshiba sich auf Fotosensoren und -module für Mobiltelefone konzentriert, die dort unter dem Namen "Dynastron" laufen. So eine klangvolle Bezeichnung gibt es für den neuen CMOS-Sensor, der sich sowohl für Kompaktkameras als auch Mobiltelefone eignen soll, noch nicht. Dabei verwirklicht Toshiba – wie auch Sony mit dem Exmor-R, der in den Cyber-shot DSC-TX1 und DSC-WX1 verbaut ist – eine Bauweise, die zwar logisch erscheint, bisher aber produktionstechnisch zu aufwändig war. Bildsensoren sind ähnlich Computerprozessoren digitale Schaltkreise auf Siliziumbasis, die in mehreren Schichten aufgebaut sind. Die bisherige Technik erlaubte dabei nur, die lichtempfindlichen Fotodioden als erste Schicht aufzubringen, die nötigen Leiterbahnen und Schaltkreise lagen darüber, was für eine wenig effektive Nutzung des Lichts gerade bei hoch integrierten und auflösenden Bildsensoren sorgt.

Die BSI-Technologie stellt die bisherige Bauweise von Bildsensoren sozusagen auf den Kopf. BSI ist die Abkürzung für Back Side Illuminated (von der Rückseite beleuchtet). Die Leiterbahnen liegen dabei unter den Fotodioden. Das erlaubt nicht nur Bildsensor von Toshiba in BSI-Bauweise [Foto: Toshiba]viel mehr Schichten von Leiterbahnen, sondern die Fotodioden werden nicht von den Leiterbahnen verdeckt und liegen direkt unter den Mikrolinsen und Farbfiltern. Insgesamt haben BSI-Sensoren somit eine größere lichtempfindliche Fläche, was die Bildqualität bzgl. des Rauschens verbessert. Das physikalische Problem der Beugungsunschärfe löst der BSI-Sensor indes nicht, weshalb die hohe Auflösung von 14,6 Megapixeln auf einer 1/2,3" kleinen Fläche (entspricht 5,6 x 4,2 mm) als äußerst kritisch anzusehen ist. Die Pixelgröße von 1,4 Mikrometern entspricht jedoch der eines gleich großen 12-Megapixel-Sensors in herkömmlicher Bauweise.

Inzwischen selbstverständlich für einen Bildsensor ist nicht nur die Aufnahme von Fotos, sondern auch die Ausgabe eines Videosignals. Der Toshiba-BSI-Sensor liefert bei 60 Bildern/s HD- (1.280 x 720 Pixel) oder FullHD- (1.920 x 1.080 Pixel) Auflösung. Erste Testmuster des Sensors sollen noch im Dezember 2009 produziert werden, die Massenproduktion und damit die Verfügbarkeit in Endprodukten ist jedoch erst für das dritte Quartal 2010 geplant. Zum Start will Toshiba dann erstmal "nur" 500.000 Stück pro Monat produzieren.

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Benjamin Kirchheim

Benjamin Kirchheim, 42, schloss 2007 sein Informatikstudium an der Uni Hamburg mit dem Baccalaureus Scientiae ab. Seit 1998 war er journalistisch für verschiedene Atari-Computermagazine tätig und beschäftigt sich seit 2000 mit der Digitalfotografie. Ab 2004 schrieb er zunächst als freier Autor und Tester für digitalkamera.de, bevor er 2007 als fest angestellter Redakteur in die Lübecker Redaktion kam. Seine Schwerpunkte sind die Kameratests, News zu Kameras und Fototipps.