22/02/25Квантова ефективність (КЕ) сенсора виражає ймовірність виявлення фотонів, що потрапляють на сенсор, у відсотках. Висока КЕ призводить до чутливішої камери, здатної працювати в умовах слабкого освітлення. КЕ також залежить від довжини хвилі, причому КЕ виражається одним числом, яке зазвичай стосується пікового значення.
Коли фотони потрапляють на піксель камери, більшість з них досягають світлочутливої області та виявляються шляхом вивільнення електрона в кремнієвому сенсоре. Однак деякі фотони поглинаються, відбиваються або розсіюються матеріалами сенсора камери, перш ніж їх можна буде виявити. Взаємодія між фотонами та матеріалами сенсора камери залежить від довжини хвилі фотона, тому ймовірність виявлення залежить від довжини хвилі. Ця залежність показана на кривій квантової ефективності камери.
Приклад кривої квантової ефективності. Червоний: КМОП із заднім підсвічуванням. Синій: Удосконалений КМОП із переднім підсвічуванням.
Різні сенсори камер можуть мати дуже різні квантові ефекти (КЕ) залежно від їхньої конструкції та матеріалів. Найбільший вплив на КЕ має те, чи підсвічується сенсор камери ззаду чи спереду. У камерах з фронтальним підсвічуванням фотони, що надходять від об'єкта, повинні спочатку пройти через сітку проводів, перш ніж бути виявленими. Спочатку ці камери були обмежені квантовою ефективністю близько 30-40%. Впровадження мікролінз для фокусування світла повз проводів у світлочутливий кремній збільшило цей показник приблизно до 70%. Сучасні камери з фронтальним підсвічуванням можуть досягати пікових КЕ близько 84%. Камери з заднім підсвічуванням мають зворотну конструкцію сенсора, коли фотони безпосередньо потрапляють на тонкий шар кремнію, що виявляє світло, не проходячи через проводку. Ці сенсори камер пропонують вищу квантову ефективність близько 95% піку, але за рахунок більш інтенсивного та дорогого виробничого процесу.
Квантова ефективність не завжди буде життєво важливою характеристикою у вашому застосуванні обробки зображень. Для застосувань з високим рівнем освітлення підвищена квантова ефективність (КЕ) та чутливість не мають великої переваги. Однак, при отриманні зображень за слабкого освітлення, висока КЕ може призвести до покращення співвідношення сигнал/шум та якості зображення або скорочення часу експозиції для швидшого отримання зображень. Але переваги вищої квантової ефективності також необхідно зважувати зі збільшенням ціни датчиків із заднім підсвічуванням на 30-40%.
