Daha
    Ana SayfaBLOGSensor teknolojisi değişiyor mu: SPAD Sensor

    Sensor teknolojisi değişiyor mu: SPAD Sensor

    -

    En baştan söyleyeyim, yazıda çok teknik terim geçiyor. Birçok okuyucuya cazip gelmeyebilir. Ancak en temel noktaya vurgu yapmak istiyorum: Eğer amacımız fotoğrafsa kullandığımız teknolojinin önemi bir yerden sonra anlam ifade etmiyor. Alın elinize makinanızı ve fotoğraf çekin. Bize ne içindeki sensor oymuş buymuş…

    Yine de “bu tarakta bezim yok” diyorsanız seyahat ve fotoğrafı birleştirdiğimiz yazılarımızdan birisini okuyarak keyiflenebilirsiniz.

    Fotoğrafçıların “sensor- fotodiyotlardan oluşuyor” denildiğinde fotoğraf makinası imgelemesinden daha doğal ne olabilir ki? Dervişin fikri neyse zikri de odur. Ancak “sensor” denilen elektronik komponentin fotoğraf makinası dışında da çok değişik kullanım alanları olduğunu biliyoruz.

    Sensor işinin başlangıcında CCD (Charged Coupling Devices) dediğimiz tipleri vardı. İlk dijital fotoğraf makinalarında bunlar vardı. Güç kullanımlarının yüksek olması, üretim tekniğinin zahmeti en büyük problemleriydi. Ancak buna karşın gürültü seviyeleri düşük ve ışığa daha hassastılar. Maliyetleri yüksekti. Daha sonra bunların yerini CMOS’lar (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) aldı. CMOS sensorlar çok daha önceden icat edilen CMOS entegre devrelerle aynı teknolojiye sahip olması nedeniyle kolay ve daha düşük maliyetle üretiliyordu. Ancak CCD’ye göre gürültü seviyesi daha yüksekti.

    Film kullandığım dönemlerde ve hala ISO 400 üzerinde değere sahip film kullanmadım. Gerek olmadı. Ayrıca “gren” dediğimiz o gümüş parçacıklarının rastgele dağılmalarından dolayı ayrı bir tadı vardı.


    Hiçbir zaman bu ikisinden biri daha iyidir demek doğru olmayacaktır. İkisinin ortak yanı ışığın yoğunluğuna (intensity) bağlı olarak görüntü oluşturmasıydı. Sensorun üzerine düşen bu görüntü daha sonra sayısala çevrilerek hafıza kartına kaydediliyordu. Hemen burada hatırlatmakta fayda var; ışık fotonların hareketidir. Görüntüyü fotonlar oluşturur.

    Çok teknik bir terimden bahsetmek durumundayım: “avalanche”. Türkçesi “çığ” demek. Elektronik mühendisliğinin temel öğretileri arasında yer alır. Bu bir nevi kar topunun çığa dönüşecek şekilde çoğalmasını andırdığı için bu adla anılır. Bir elektronik sinyali kuvvetlendirmenin özüdür. Elektron ya da foton bir katmandan diğerine geçerken birebir aynı olacak şekilde çoğalırlar. Elektronik komponentlerin üretiminde kullanılan iki temel maddenin “n- tip= silisyum, yani bildiğimiz kum” diğeri de “p-tip= germanyum”’un atom yapısından kaynaklanırHer elektronik komponentin ana ham maddeleri bunlardır.  

    Sensor teknolojisi değişiyor mu: SPAD Sensor

    Aslında elektronik ve fizik mühendisliğinde 1940’lardan beri bilinen SPAD (Single Photon Avalanche Diode- ne yazık ki tam Türkçe karşılığı yok. Yaptığı işe göre bir tanım uygun olacak) sensor 2000’li yıllarda robot teknolojilerinin ve otonom sistemlerin (sürücüsüz arabalar) gelişmeye başlamasıyla gündeme gelmiş. Yapılan iş foto-diyotun üzerine düşen fotonları sayarak ışık değerini belirlemek.

    Sensor teknolojisi değişiyor mu: SPAD Sensor

    Bilim adamları bunun avantajlarını basitçe şöyle ifade ediyorlar: sayıldığı için direkt dijital bilgi olması ve dolayısıyla gürültü seviyesinin düşük (analog bilgi olmadığı için) olması, CMOS foto-diyottan 10 kat daha düşük ışık seviyelerinde kaliteli görüntü elde edilmesi, yüksek hızda (saniyede 24.000 kare “fps”-Bu, bir saniyelik kaydın normal görüntü hızı olan 24 fps de yaklaşık 17 dakika sürmesi anlamına gelir) çalışabilmesi, üç boyutlu mesafe ölçümünde (300 metrelik bir ölçme mesafesinde 15 cm lik hatadan bahsediliyor. Bu da %0.05 hata demektir) hassasiyet elde edilebilmesi. Bütün bunların sanayide karşılıkları vardır. Örneğin saniyede 24.000 kare demek, saniyede 24.000 ürünün üzerine yapıştırılan etiketin doğruluğunun kontrolünün yapılabilmesi demektir. Ölçme hassasiyeti, LIDAR (Light Detection And Ranging- IPHONE 12 de kullanılıyor. Androidler de “ToF” denilen “Time Of Flight” kullanılıyor. LIDAR daha profesyonel işlerde kullanılır) uygulaması ile topografik çalışmalarda (üç boyutlu haritalarda) çok daha hassas sonuçlar verecektir. Ya da sürücü olmayan araçların yollarda dolaşmasının güven katsayını yükseltecektir.    

    Canon bu işin neresinde? Yayınladıkları makalelerde SPAD sensor üretimi için yeni bir fabrika kurduklarını ve 2022 yılında faaliyete geçeceğini duyurdular. İlk tasarımları “1 MP” iken yeni modelleri “3.2 MP” olduğunu yayınladılar. Anlaşılan hedefleri öncelikle sanayi uygulamaları olacak. Bu sensorun fotoğraf makinalarından uygulanması ise sanki Canon’un yan işi olacakmış gibi anlam kazanıyor. Tabii bu teknoloji ile uğraşan sadece Canon değil. Avrupa’da birçok üniversitede yapılan çalışmalar sonunda ortada prototipler (ilk örnekler) var. Sony de bu işin içinde.

    Sensor teknolojisi değişiyor mu: SPAD Sensor

    Yukarıda bahsettiğim gibi elektronik dünyasının temel ham maddesi silisyum. Yani “KUM”. Mesela Patara plajındaki ve daha birçok plajımızda olan kumlar gibi. Bu kuma aklı, bilimi ve teknolojiyi katarsanız birkaç mikrogramını bu kumun ham halinin birkaç kamyon dolusu fiyatına satarsınız.

    “Ben manevi miras olarak hiçbir nas-ı katı, hiçbir dogma, hiçbir donmuş, kalıplaşmış kural bırakmıyorum. Benim manevi mirasım ilim ve akıldır. Benden sonra, beni benimsemek isteyenler, bu temel mihver üzerinde akıl ve ilmin rehberliğini kabul ederlerse, manevi mirasçılarım olurlar.”

    Mustafa Kemal Atatürk

    Kaynaklar:

    İlişkili İçerikler

    E-POSTA ABONELİĞİ

    Yorum Politikamız: Arthenos.com ekibi olarak tüm okuyucularımızı tartışmalara aktif olarak katılmaya teşvik etsek de, Davranış Kurallarımıza uymayan veya yayınlanan materyalin editoryal standartlarını karşılamayan herhangi bir içeriği Silme / Değiştirme hakkını saklı tutarız.

    Abone ol
    Bana bildir
    guest
    6 Yorum
    Beğenilenler
    En yeniler Eskiler
    Satır içi geribildirimler
    Bütün yorumları göster
    Öner BÜYÜKYILDIZ
    Öner BÜYÜKYILDIZ
    28 gün önce
    Makale Değerlendirme :
         

    Amaaan Okyar abi, ne Sen Sör ne ben söyleyeyim. Boşver. Deklanşöre bas çek 😀

    Yozgat’da zaten yeterince soğuk olan hava sıcaklığı ben bu espriyi yaptıktan sonra 2-3 derece daha düşmüş olabilir. 😀

    Şaka bir yana, ilk fotoğraf makinamı alırken (Kodak P850) CCD sensör olmasını özellikle tercih etmiştim. Daha sonra sizin de yazınızda belirttiğiniz gibi üretim maliyetleri ve benzer sebeplerle CMOS sensörler daha çok kullanıldı. Artık yeni bir teknolojiye geçilmesinin zamanı geldide geçti. Aynalı, aynasız, çekim hızı, odaklama noktaları vb her biri önemli özellikler ve teknolojik yenilikler ama, fotoğraf kalitesine direk etki etmesi ve geliştirmesi açısından sensör teknolojileri çok daha önemli.

    Yazı için teşekkürler abim, ellerine emeğine sağlık.

    Selam ve saygılarımla.

    Ertan Öztürk
    Ertan Öztürk(@ertan-ozturk)
    Editör / Yazar
    29 gün önce
    Makale Değerlendirme :
         

    Bilim mi??? Bize Katar yeter 😀
    Eline sağlık Okyar Abi. Bu teknolojiyi takip etmiyordum. Fotoğraf dünyasının ihtiyaç duyduğu bir eşik gibi duruyor.

    Orhun Bengisu
    Orhun Bengisu
    25 gün önce
    Makale Değerlendirme :
         

    Sevgili Okyar Abi,
    Bu makaleni Arthenos’ta başka bir şey okurken tesadüfen gördüm, çok aydınlatıcıydı. bu yeni sensör teknolojisini biraz daha kurcalayınca gördüm ki (senin de yazında belirttiğin gibi) Sony de bu konuda epey bir yol almış. Geçtiğimiz Eylül başında yaptıkları bir duyuru ile, her ne kadar otomotiv sektöründeki LİDAR uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirmiş olsalar da, 1/2.9″ formatında bir sensöre 100,000 efektif pixel sığdırdıklarını duyurmuşlar:
    https://www.sony-semicon.co.jp/e/news/2021/2021090601.html
    Oysa Canon, senin de görsellerinden faydalandığın 27 Mayıs 2021 tarihli (mükemmel) teknik duyurusunda ( https://global.canon/en/technology/spad-sensor-2021.html ) bundan on misli daha duyarlı, dünyanın ilk 1 MP SPAD sensörünü ürettiklerini zaten ilan etmişti. Yanlız yazıda sensör ebatlarından hiç bahsetmiyor. Sony 4 ay sonra 100,000 pixeli başarı olarak duyurduğuna göre muhtemelen Canon’un bu sensörü epey büyük bir formatta olsa gerek diye düşünürken bir de baktım ki Canon 10 gün önce 13.2 x 9.9 mm ebadındaki geliştirilmiş bir SPAD sensörüne Full HD’ten daha yüksek çözünürlükte 3.2 MP kapasite sığdırdıklarını duyurmuş:
    https://global.canon/en/news/2021/20211215.html
    Bu yeni teknolojinin son tüketiciye fotoğraf makinesi olarak ulaşması birkaç sene sürecek gibi gözükse de bu kulvarda da pixel savaşları şimdiden başlamış görünüyor. O zamana kadar 102MP 43.8 x 32.9mm BSI CMOS Sensöre sahip Fuji GFX 100S ile idare edeceğiz 🙂

    Bu makaleyi paylaş

    Okyar Atilla
    Geçmişte bir ara mühendisti. Şimdi tam zamanlı yönetici, gerçek zamanlı fotoğrafçı. Gündem "Fotoğraf" ise akan suları durdurur. Seyahat denildiğinde kapının önündedir. Klasik müzik ve kitap olmazsa olmazıdır. İki sokak köpeği, muhtelif sayıda kedi ile sürekli temas halindedir. Hızını alamadı mı dağda bayırda bulduğu gerçek köpeklerle konuşur. Sürekli sorgular. Merak ettiği bir konu olursa elinden kimse alamaz. "Bilgi ve sevgi paylaştıkça çoğalır" ilişkilerinin ana fikridir.

    MANŞET

    POPÜLER İÇERİKLER