Похоже, что февраль 2018 – месяц технологических прорывов в области матрицестроения. Буквально сразу после того, как о разработке датчика изображения BSI CMOS с глобальным затвором разрешения 1,4 Мп объявила Sony, встречное заявление сделала и конкурирующая в этой области компания Panasonic: а у нас, мол, есть CMOS матрица с глобальным затвором, позволяющая вести съемку в 8К, при 60 кадр/с и в HDR.
В новом К-МОП датчике изображения разработки Panasonic используются органические фотоэлектропроводные плёнки (organic photoconductive film, OPF).
«С нашей технологией можно делать снимки в разрешении 8К, даже высококонтрастных сцен – таких, как игровое поле в яркий солнечный день и зритель, сидящий на трибуне под козырьком», поясняет Panasonic.
Отделение части, выполняющей фотоэлектронное преобразование, от проводящих цепей позволяет оптимизировать каждую из частей независимо. Это, в совокупности с тем фактом, что слой OPF тоньше, чем у традиционных кремниевых фотодиодов, позволило разработчикам Panasonic выделить большую площадь для электронных цепей, разделив обычно находящиеся рядом области фотоэлектронного преобразования и области, сохраняющие заряд. В результате они смогли реализовать конденсаторы огромной ёмкости – разработчики заявляют, что их матрица способна собирать до 450000 фотоэлектронов на пиксель. Это огромное количество, намекающее на исключительно широкий динамический диапазон матрицы. Для сравнения, более привычные цифры на порядок меньше – порядка 45000 фотоэлектронов на пиксель для матриц полнокадровых камер.
Разработчики поясняют, что в матрице OPF CMOS «получена возможность реализовать как режим высокой чувствительности, так и режим высокой цветонасыщенности, с той же самой пиксельной структурой, простым переключением режимов из камеры. В режиме высокой чувствительности можно записывать данные при интенсивности света в 4500 электронов. При переключении в режим высокой насыщенности становится возможным записывать данные при интенсивности света в 450000 электронов».
«Более того, можно использовать функцию глобального затвора, которая позволяет одновременную фиксацию изображения всеми пикселями, так что съемка движущихся объектов будет происходить без искажений».
Матрицу можно переключать между режимами затвора с последовательным считыванием и глобального затвора путём прикладывания определённого напряжения к слою OPF.
Но и этого мало. При изменении напряжения, подводимого к фотоэлектропроводящему слою, этот слой работает как электронно-управляемый бесступенчатый нейтральный фильтр с переменной плотностью, работающий прямо в матрице – и это также впервые в индустрии.
Разработчики Panasonic сообщают, что новая технология защищена 135 патентами в Японии и 83 зарубежными. Пока ничего не говорится о том, когда мы увидим матрицы подобного типа в серийных камерах.
