2025-02-22Jutiklio kvantinis efektyvumas (QE) nurodo tikimybę procentais, kad į jutiklį atsitrenkiantys fotonai bus aptikti. Didesnis QE lemia jautresnę kamerą, galinčią veikti esant silpnesniam apšvietimui. QE taip pat priklauso nuo bangos ilgio, o QE išreiškiamas vienu skaičiumi, paprastai nurodančiu didžiausią vertę.
Kai fotonai trenkiasi į kameros pikselį, dauguma jų pasiekia šviesai jautrią sritį ir yra aptinkami išlaisvinant elektroną silicio jutiklyje. Tačiau kai kuriuos fotonus sugeria, atspindi arba išsklaido kameros jutiklio medžiagos, kol jie dar nespės aptikimo. Fotonų ir kameros jutiklio medžiagų sąveika priklauso nuo fotono bangos ilgio, todėl aptikimo tikimybė priklauso nuo bangos ilgio. Ši priklausomybė parodyta kameros kvantinio efektyvumo kreivėje.
Kvantinio efektyvumo kreivės pavyzdys. Raudona: iš galo apšviesta CMOS. Mėlyna: patobulinta iš priekio apšviesta CMOS.
Skirtingi kamerų jutikliai gali turėti labai skirtingus kvantinius efektyvumus (QE), priklausomai nuo jų konstrukcijos ir medžiagų. Didžiausią įtaką QE daro tai, ar kameros jutiklis apšviečiamas iš galo, ar iš priekio. Priekinio apšvietimo kamerose iš objekto sklindantys fotonai pirmiausia turi praeiti per laidų tinklelį, prieš juos aptinkant. Iš pradžių šių kamerų kvantinis efektyvumas buvo apribotas iki maždaug 30–40 %. Įdiegus mikrolęšius, skirtus šviesai fokusuoti pro laidus į šviesai jautrų silicį, šis rodiklis padidėjo iki maždaug 70 %. Šiuolaikinės priekinio apšvietimo kameros gali pasiekti maždaug 84 % didžiausią QE. Galinio apšvietimo kameros apverčia šią jutiklio konstrukciją: fotonai tiesiogiai atsitrenkia į plonesnį šviesą aptinkantį silicio sluoksnį, neprasiskverbdami pro laidus. Šie kamerų jutikliai pasižymi didesniu kvantiniu efektyvumu – apie 95 % didžiausiu, tačiau gamybos procesas yra intensyvesnis ir brangesnis.
Kvantinis efektyvumas ne visada bus gyvybiškai svarbi jūsų vaizdavimo taikymo savybė. Taikant programas, kuriose yra didelis apšvietimo lygis, padidintas kvantinis efektyvumas ir jautrumas nesuteikia didelės naudos. Tačiau vaizduojant esant silpnam apšvietimui, didelis kvantinis efektyvumas gali pagerinti signalo ir triukšmo santykį bei vaizdo kokybę arba sutrumpinti ekspozicijos laiką, kad būtų galima greičiau gauti vaizdą. Tačiau didesnio kvantinio efektyvumo privalumus taip pat reikia palyginti su 30–40 % padidėjusia jutiklių su foniniu apšvietimu kaina.
