Как Nikon проектира сензори за своите фотоапарати

Вече няколко години Sony запазва статута си на един от водещите производители на сензори за изображения, като ги произвежда не само за себе си, но дори и за гиганти в бранша като Nikon. И последният

Разглобяване на D850

и това е ясен знак за това. Но въпреки че някои от сензорите на Nikon се произвеждат в заводите на Sony, Nikon изразходва значителни ресурси за тяхното разработване и проектиране.

Дейв Ечелс от Imaging Resource наскоро имаше рядката възможност да посети отдела за научноизследователска и развойна дейност на Nikon. Той пише голям доклад, в който подробно описва работата на отдела и как протича процесът на проектиране на сензори.

„Отдавна знам, че Nikon разработва свои собствени сензори, като обръща специално внимание на всеки детайл. Предполагам, че фотографската общност не знае много за това; повечето хора просто предполагат, че „инженерингът“ в случая с Nikon се свежда до избиране на най-добрата конфигурация от спецификациите на производител от трета страна, където някои функции се избират от колона „А“, а други – от колона „Б“ като меню в китайски ресторант“, пише Ечелс. „Всъщност цял куп инженери работят по най-съвременните сензори като тези в D5 и D850, като създават схеми за оптимална работа с обективите NIKKOR и процесора за изображения EXPEED.

В доклада Ечелс отбелязва, че проектирането на всяка сензорна верига започва с решението за какъв клас фотоапарат ще бъде предназначена и къде ще се продава самата камера, както и с компромисите между цена и качество. По време на процеса на разработка инженерите на Nikon се опитват да създадат най-доброто разположение на елементите на CMOS сензора, за да получат най-добрата комбинация от ефективност на събиране на светлина, шум, скорост на четене, консумация на енергия и т.н.д.

Всички инженери са разпределени в екипи, всеки от които разработва сензор за конкретна камера. Веднъж седмично всеки екип се събира на общо събрание, на което се обсъжда текущият напредък и се определят целите за следващата седмица. Проектирането на сензор е дълъг процес и може да отнеме до няколко години за високотехнологични фотоапарати като D850.

В доклада се обяснява също, че всички сензори преминават през строги тестове, които са важна част от процеса на проектиране. Особено внимание се обръща на начина, по който сензорът ще работи заедно с фотоапарата и обектива. Всички тестове се извършват с различни настройки или устройства за оценка на определени параметри. Съществуват голям брой такива тестове, но Etchells показа само някои от тях, тъй като останалите са твърде секретни и компанията отказа да ги покаже дори по силата на споразумение за неразкриване на информация.

По-долу е представена частта от теста, която е показана с резолюция за публикуване:

Това е настройка, която Nikon използва за оценка на вътрешните отражения и оптичните пресичания, които могат да доведат до проблясъци или „призрачни“ изображения при наличие на изключително ярки източници на светлина. Тестът се опитва да улови всички възможни ъгли и позиции на източника на светлина спрямо камерата, така че за всеки тест са необходими много снимки.

С тази настройка се оценява как комбинацията от нискочестотен/инфрачервен филтър на камерата и микролещите на сензора реагира на светлина от различни ъгли. Високоинтензивен осветител и малка бленда създават точковиден източник на светлина пред фотоапарата. След това компютърът завърта камерата, симулирайки пълния набор от възможни ъгли, като едновременно с това събира данни.

Това устройство се използва за тестване на RGB реакцията на сензора. Теснолентовите LED светлинни източници зад дебел разсейвател позволяват на оператора да регулира точно количеството на излъчване на всеки цвят, да оценява ефективността на филтрите в цветовата матрица на сензора и реакцията на комбинациите сензор/микроленти/цветен филтър/нискочестотен и инфрачервен филтър при различни условия на осветление.

Предишните три теста бяха свързани предимно с оптичните свойства на сензора, но освен тях сензорът се подлага и на тест на всички електронни компоненти. За оценка на проводимостта на сигнала се използват специални „тестови платки“.

Докладът на Etchells най-накрая приключва безкрайния дебат за сензорите във фотоапаратите на Nikon, като показва, че всеки от тях е проектиран подробно и щателно тестван в стените на компанията. И дори този сензор да идва от Sony, той е изработен според строгите спецификации на Nikon.

Можете да научите повече за отдела за разработка на сензори на Nikon, като прочетете пълния доклад на Дейв Ечелс