Las cámaras pequeñas querían más megapíxeles sin sensores más grandes, pero al reducir los píxeles cada uno captaba menos luz. La respuesta obvia era un mejor procesamiento de señal; la respuesta más difícil era cambiar la trayectoria física de los fotones.
El anuncio de Sony de junio de 2008 indicaba que su prototipo de sensor CMOS retroiluminado usaba píxeles de 1,75 micrómetros, cinco megapíxeles efectivos y funcionamiento a 60 fps. En comparación con un sensor Sony frontalmente iluminado del mismo tamaño de píxel, reportó una sensibilidad casi del doble y una mejora de la relación señal-ruido de +8 dB.
El movimiento ingenioso fue estructural. Al iluminar la cara posterior del sustrato de silicio, Sony redujo el sombreado causado por el cableado metálico y los transistores del lado frontal. Luego abordó las penalizaciones habituales del lado posterior con un nuevo fotodiodo, una lente en chip optimizada y una alineación de alta precisión.
En 2010 Sony afirmó que Exmor R había estado en productos de imagen digital de Sony desde 2009 y anunció sensores para teléfonos móviles que usaban la misma idea de retroiluminación.
Permitir que la luz entre por la parte posterior
Atacó el cuello de botella óptico antes de que la señal se convirtiera en datos ruidosos.
El diseño conservó las ventajas del CMOS, como el bajo consumo y la lectura de alta velocidad.
La entrada por la parte posterior hizo que los píxeles pequeños fueran más útiles en lugar de simplemente más pequeños.
Resolver la corriente de oscuridad, los defectos y la mezcla de colores convirtió una estructura de laboratorio en una pieza de cámara fabricable.
Cuando la miniaturización hace que cada componente compita por la misma superficie, convierte la pila en un problema de diseño tridimensional.
El CMOS retroiluminado se convirtió en estándar en sensores premium de teléfonos y cámaras. La marca Exmor R de Sony hizo visible para los consumidores una pila de semiconductores enterrada, mediante mejores fotos con poca luz.
CONSULTA LAS PRUEBAS
Las fuentes
- Sony develops back-illuminated CMOS image sensor, realizing high picture quality, nearly twofold sensitivity and low noise Sony Group · sony.com ·
- Sony commercializes world's first 16.41 Megapixel Exmor R back-illuminated CMOS image sensors for mobile phones Sony Group · sony.com ·
- A 1/2.3 inch 10.3Mpixel 50frame/s back-illuminated CMOS image sensor IEEE International Solid-State Circuits Conference · doi.org