Test: Revolusjonerende sensorteknologi

[faaeri]

Forskere har klart å lage et sensorelement som kan klare seg med vesentlig mindre lys enn det vi kjenner fra før.

 

Les mer

[espenoen]

Litt vel kortfattet test av denne teknologien. Hvordan er støy på høy iso, f.eks?

[se#]

Litt vel kortfattet test av denne teknologien. Hvordan er støy på høy iso, f.eks?

 

Det er jo nettopp støyen ved høy Iso som blir lavere da, gitt samme sensorstørrelse. Kanskje vi endelig får små sensorer som i praksis er like gode som de store.

[inaktiv000]

Litt vel kortfattet test av denne teknologien. Hvordan er støy på høy iso, f.eks?

Dette er jo ikke en test, men en rapport om at noen forsker på teknologi. Det er jo til og med nevnt ganske direkte at produkter ikke finnes ennå.

[henbruas]

Men likevel beskrives det gjennom overskriften som nettopp en test.

[espenoen]

Et spakt forsøk på morsomheter...

[ovrebekk]

Det er jo nettopp støyen ved høy Iso som blir lavere da, gitt samme sensorstørrelse. Kanskje vi endelig får små sensorer som i praksis er like gode som de store.

Like gode som dagens store ja. Store sensorer vil alltid være bedre enn de små hvis de bruker samme teknologi.

 

Uansett er nok denne teknologien laaangt unna å bli benyttet i praksis, men det er jo godt å vite at det finnes måter å forbedre sensorene utover dagens nivå og at vi ikke har "møtt veggen" enda

[inaktiv000]

Ops, ser det nå. Forfatteren har vel trykket feil en plass

[se#]

Det er jo nettopp støyen ved høy Iso som blir lavere da, gitt samme sensorstørrelse. Kanskje vi endelig får små sensorer som i praksis er like gode som de store.

Like gode som dagens store ja. Store sensorer vil alltid være bedre enn de små hvis de bruker samme teknologi.

 

Store sensorer vil muligens alltid være bedre enn små teoretisk, det var derfor jeg skrev "i praksis like gode". Klarer du å lage en sensor hvor effekten beskrevet i artikkelen er karftig nok til at signal/støyforholdet i praksis blir godt nok nesten uansett pikselstørrelse rissikerer vi at i hvertfall støyproblemer i dårlig lys blir tilnærmet borte. Når det gjelder for mye lys er jeg ikke sikker på om det er en fordel å ha større sensor, en del argumenterer for det andre mot.

Endret 23. juni 2009 av se#

[Simen1]

Hvis MEG-effekten er sånn at et foton enten eksiterer null eller flere elektroner (f.eks 3) så ser jeg ikke helt poenget. Det vil øke støygulvet akkurat like mye som signalstyrken. Det eneste man da oppnår er å fylle kondensatoren til hver subpixel raskere. Altså samme støynivå og økte problemer med utbrente partier.

 

Men til solceller er det selvsagt glimrende.

 

Jeg har mer tro på "black silicon" som teknikk for å øke følsomheten i kamerasensorer.

 

En annen lovende teknikk er bruk av subpixler uten fargefilter kombinert med subpixler med fargefilter for å få fargebilder.

 

Også hadde det jo vært utrolig gøy om det ble laget en nisjevariant av et moderne speilreflekskamera helt uten fargefilter. (Sort-hvitt digital-foto) (Fargefiltrene stikker jo som kjent av med ~70% av lyset)

[ATWindsor]

Brukes ikke slikt i partikkeldetektorer? S/N-forholdet blir dog ikke bedre her, det er kun for å få nok elektroner til å få et saklig signal såvidt jeg har forstått (i detektorer altså)

 

AtW

[saivert]

skjønner ikke helt hvordan dette skal gi mer lysfølsomme brikker men. Hvis det bare er snakk om en elektronmultiplikator så kan vel dette også gjøres i programvare? Altså før var 1 foton = 1 elektron, og nå 1 foton = 4 elektroner?

Noen andre som ser matematikken/logikken bak dette?

 

Problemet er vel at man har svært få fotoner å jobbe meg og hvordan fange opp flest mulig fotoner. Dette gjøres tradisjonelt sett med stor optikk.

[Bherserk]

Hva om 1 elektron er for lite til å registreres, mens 4 (eller kanskje 400) elektroner akkurat er nok til å registreres?

[EskeRahn]

Ideen er vel at I en en konventionel sensor exciterer en foton HØJST en elektron, hvis vi her får fx tre i snit er det klart bedre.

 

Det afhænger vel af hvor støjen kommer ind, om antallet i sig selv er nyttigt. Men hvis man kan have en sensor hvor alle fotoner giver en (eller flere) excitationer, så er det det da en god ting.

 

...Vi må gå ud fra at det ikke 'bare' er fotomultiplier teknologi

 

Men med mindre det kombineres med noget foveon-lignende teknologi, ja så vil vi jo stadigt smide en stor del væk i filtre, som andre også påpeger...

 

Nu er det jo ikke mange ord der står om teknikken, men hvis energien af de eksiterede elektroner afhænger af energien (og dermed frekvensen) af fotonen, så vil det måske være muligt at lave noget bayer-filter-agtigt på elektron-niveau, således at en foton exciterer flere elektroner, og mindst en af disse kan give et 'farve'-signal.

[ovrebekk]

Grunnet til at det blir mindre støy med denne teknologien er at det ønskede signalet blir større i forhold til støyen (signal-støyforholdet øker).

Som et grovt eksempel: Hvis støynivået i elektronikken gir en støy tilsvarende 40 elektroner bør hver piksel bli truffet av mer enn 40 fotoner for at bildet skal komme frem. Men hvis hvert foton kan eksitere 4 elektroner holder det med 10 fotoner for å gi et signal som er sterkere enn støyen.

Sikkert elendig forklart, men i dette eksempelet burde man i prinsippet kunne bruke ISO-verdier 4 ganger så store med samme kvalitet.

 

Store sensorer vil muligens alltid være bedre enn små teoretisk, det var derfor jeg skrev "i praksis like gode". Klarer du å lage en sensor hvor effekten beskrevet i artikkelen er karftig nok til at signal/støyforholdet i praksis blir godt nok nesten uansett pikselstørrelse rissikerer vi at i hvertfall støyproblemer i dårlig lys blir tilnærmet borte. Når det gjelder for mye lys er jeg ikke sikker på om det er en fordel å ha større sensor, en del argumenterer for det andre mot.

Hvis du med "i praksis like gode" mener "så like at man ikke kan se forskjell" så er jeg enig. Det er sikkert noen som ikke ser forskjell på bilder fra kompaktkamera og speilrefleks allerede i dag hvis de ikke er særlig opptatt av foto.

 

Men bildekvaliteten vil alltid være bedre på en større sensor, både ved lite og mye lys. Her tror jeg det ikke er mye uenighet blant dem som jobber med det.

 

En enkel måte å se det på:

Kamera A bruker en bestemt bildebrikke. Kamera B bruker en større sensor som er bygget opp av 4 bildebrikker av samme type lagt inntil hverandre. For å få samme oppløsning blir bildene fra kamera B nedskalert til de er på størrelse med de fra kamera A.

Hvilket kamera tror du vil gi best bilder?

 

Det eneste argumentet for små sensorer er at de er billigere og at kameraene blir mindre. I tillegg blir dybdeskarpheten større, men det er ikke nødvendigvis en fordel.

[Kenny Bones]

Jeg har mer tro på "black silicon" som teknikk for å øke følsomheten i kamerasensorer.

Meget interessant. Og så enkelt også! Håper dette begynner å komme snart. Kanskje man kan begynne å investere i solcellepanel også da

[G]

Hva om 1 elektron er for lite til å registreres, mens 4 (eller kanskje 400) elektroner akkurat er nok til å registreres?

Fra fysikkboken til fagetnivået 2FY:

 

Om fotoelektrisk effekt:

"Ett enkelt foton virker bare på ett enkelt elektron. Elektronene i et metall kan være så fast bundet til metallet at et foton av rødt lys ikke har nok energi til å rive elektronet løs. Og siden fotonene ikke kan hjelpe hverandre, hjelper det ikke å sende inn mye rødt lys. Et foton av grønt lys kan derimot ha nok energi til å slå ut et elektron."

 

"Elektromagnetisk stråling blir sendt ut, overført og absorbert i småporsjoner. Disse småporsjonene kaller vi kvanter eller fotoner. Strålingsenergien er med andre ord kvantisert."

 

Det er altså energien til fotonet som er avgjørende. På fargespekteret så er eksempelvis blått synlig lys mer energirikt enn rødt synlig lys. Gammastråler som ikke er synlig for menneskeøyet vil bære på ennå mer energi enn alle typer synlig lys. Synlig i den forstand, det er det for menneskeøyet.

 

EDIT: Ser nå at du skriver om elektroner. Lys er fotoner, så hvorvidt du mente elektroner vet bare du. Men lyset slår løs elektroner om bølgelengden (fargen) er energirik nok. Det kommer vel an på hvor følsom sensoren er for strømmer av elektroner. Om det deteksjon av elektroner en velger å snakke om. Ett foton som ikke slår ut ett elektron vil jo fare forbi atomet uten å gjøre jobben som skal til.

Endret 6. juli 2009 av G