Quantum Verimliliği (Quantum Efficiency – QE)
Sensör teknolojisinde verimlilik faktörü olarak kullanılan quantum efficiency (QE) özetle birim zamanda sensör üzerine düşen fotonların, elektrona dönüştürülme oranı olarak tanımlanır.
Formüle edilmek istenirse Qe = e-/ph olarak tanımlanır. Burada;
ph : sensöre düşen toplan foton sayısı
e- : dönüştürülen toplam elektron sayısıdır.
Dolayısıyla, verimi yüksek bir sensörde en önemli unsur, sensör üzerine düşen fotonların olabildiğince fazlasını elektrona (akım) çevirebilmektir. Bu da, gelen fotonların, geriye yansıma olmaksızın, tamamını fotodiyot üzerine düşürebilmek ve fotodiyot üzerinden akıma çevirebilmek anlamına gelir.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan sensörler Ön Yüzeyden Aydınlatma (Front Side Illumination) olarak bilinen sensörlerdir. Bu sensörlerde yapı sırasıyla (ve özetle)
Mikrolens – Renk Filtresi – Metal İletkenler – Fotodiyot şeklindedir.
Soldaki sembolik resim, Aptina sensörleri web sitesinden alınmıştır. Gelen ışınlar (foton) en altta yer alan fotodiyotlara inene kadar, yol üzerinde yer alan metal iletkenlere çarparak geri yansıyabilmektedir. Bir diğer sorun, dalga boyu çok kısa olan mavi ışığı oluşturan fotonların, n tipi iletken bölgesinde yüzey yansımasına tabi olması ve yeterince derine sızamamasıdır. Tüm bunların sonucunda özellikle karanlık ortamlarda ön yüzey aydınlatmalı (FSI) sensörler kulanılarak alınan görüntüler daha kalitesiz olmaktadır.
Bu sorunu çözmek için, ilk olarak Sony tarafından geliştirilen ve akabinde diğer major sensör üreticileri tarafından da desteklenen yeni teknoloji Arka Zemin Aydınlatmalı (BSI – Back Side Illuminated) sensörlerdir. Bu yeni tip sensörlerde temel buluş; fotodiyotlara doğru ilerleyen fotonların yolu üzerinde yer alan metal iletkenleri yol üstünden kaldırmaktır. Bunu yapabilmek için, n tipi iletken yolu biraz kısaltılmış, fotodiyotlar mikrolense daha yaklaştırılmış, metal iletkenler fotonların yol güzergahında değil de, en altta olacak şekilde yerleştirilmiştir. Sonuç; özellikle karanlık ortamlarda artan fotoğraf kalitesi olarak karşımıza çıkar.
Sony web sitesindeki başarılı anlatım ve illüstrasyon :
BSI nispeten yeni bir teknoloji olmasına rağmen, günümüzde cep telefonlarında bile yaygın olarak kullanılmaktadır. Sony Experia Arc S (ExMor), sonra HTC, iPhone4S BSI kulanan öncü modeller olarak pazarda yerlerini almışlardır.
Mavis olarak, line scan (çizgi taramalı) kamera olarak e2V Eliixa+ serisi kameralar kullanmaktayız.
İleride Line Scan (Çizgi Taramalı) GigEVision örnekler blog sayfalarımızda yer alacaktır.