22. 2. 2025Kvantna učinkovitost (QE) senzorja se nanaša na verjetnost, da bodo fotoni, ki zadenejo senzor, zaznani v %. Visoka QE pomeni občutljivejšo kamero, ki lahko deluje v slabših svetlobnih pogojih. QE je odvisna tudi od valovne dolžine, pri čemer je QE izražena kot eno samo število, ki se običajno nanaša na najvišjo vrednost.
Ko fotoni zadenejo slikovno piko kamere, večina doseže svetlobno občutljivo območje in jih zazna s sproščanjem elektrona v silicijevem senzorju. Vendar pa nekatere fotone materiali senzorja kamere absorbirajo, odbijejo ali razpršijo, preden jih lahko zaznajo. Interakcija med fotoni in materiali senzorja kamere je odvisna od valovne dolžine fotona, zato je verjetnost zaznave odvisna od valovne dolžine. Ta odvisnost je prikazana na krivulji kvantne učinkovitosti kamere.
Primer krivulje kvantne učinkovitosti. Rdeča: CMOS z osvetlitvijo od zadaj. Modra: Napredni CMOS z osvetlitvijo od spredaj.
Različni senzorji kamer imajo lahko zelo različne kvantne izkoristke (QE), odvisno od njihove zasnove in materialov. Največji vpliv na QE ima to, ali je senzor kamere osvetljen od zadaj ali od spredaj. Pri kamerah z osvetlitvijo od spredaj morajo fotoni, ki prihajajo iz subjekta, najprej preiti skozi mrežo žic, preden jih zaznajo. Prvotno so bile te kamere omejene na kvantne izkoristke okoli 30–40 %. Uvedba mikroleč za fokusiranje svetlobe mimo žic v svetlobno občutljiv silicij je to povečala na približno 70 %. Sodobne kamere z osvetlitvijo od spredaj lahko dosežejo najvišje kvantne izkoristke okoli 84 %. Kamere z osvetlitvijo od zadaj imajo to zasnovo senzorjev obrnjeno, pri čemer fotoni neposredno zadenejo stanjšano plast silicija, ki zaznava svetlobo, ne da bi prešli skozi žice. Ti senzorji kamer ponujajo višje kvantne izkoristke, okoli 95 % vrha, na račun intenzivnejšega in dražjega proizvodnega procesa.
Kvantna učinkovitost ne bo vedno ključna lastnost pri vaši slikovni aplikaciji. Za aplikacije z visoko stopnjo svetlobe povečana kvantna učinkovitost in občutljivost ponujata le malo prednosti. Vendar pa lahko pri slikanju pri šibki svetlobi visoka kvantna učinkovitost prinese izboljšano razmerje signal/šum in kakovost slike ali krajše čase osvetlitve za hitrejše slikanje. Vendar je treba prednosti večje kvantne učinkovitosti pretehtati tudi glede na 30–40-odstotno povišanje cene senzorjev z osvetlitvijo od zadaj.
