Sensoren einer NEX-5N und Dynax 7D

[Stuessi]

Hallo,

eine defekte NEX-5N habe ich zerlegt. Interessiert hat mich dabei vor allem der Sensor. Das IR-Sperrfilter konnte ich ohne Beschädigung entfernen. An die Oberfläche des Sensors kam ich aber nur mit Gewalt, denn die AA-Scheibe war fest mit dem Sensor verbunden. Beim Entfernen dieser Scheibe habe ich die Sensoroberfläche an einigen Stellen leicht berührt und den Sensor seitlich abgebrochen.
Die Bilder zeigen aufschlussreiche Blicke auf die freigelegten Stellen des Sensors. Der Pixelabstand beträgt 4,8 µm, die Stege zwischen den einzelnen Fotozellen sind etwa 1,2 µm breit.





Man erkennt die lichtempfindlichen Quadrate des CMOS-Sensors und die R-, G- und B-Filter Schichten, die wie eine Folie miteinander verbunden sind. Auf jede einzelne dieser Zellen wurde dann wohl eine Art "Linse" aufgetragen (linke Seite).

Die RGB-Schicht geht noch über den Bereich der Fotozellen hinaus:






Viele Grüße,
Rolf

[Horst Wörmann]

Hallo Rolf,

interessanter Einblick in die Struktur! Ich habe noch einen unabgedeckten, nicht montierten Chip aus dem Arithmeum. Muß ich mir unbedingt ansehen.

Aber hilf mir mal aufs Pferd: Was ist ein AA-Filter?

Viele Grüße
Horst

[smashIt]

AA filter = anti aliasing filter = tiefpassfilter

[Stuessi]

Hallo,

hier sind drei weitere interessante Stellen.

Links Sensoren, rechts RGB-Filter auf anderem Hintergrund.



Schadstelle:



Die RGB-Folie "zerknüllt":



Viele Grüße,
Rolf

[Stuessi]

Hallo,

ein Stückchen der RGB-Folie habe ich abgeschabt und mit Durchlicht fotografiert:



Gruß,
Rolf

[Horst Wörmann]

AA filter = anti aliasing filter = tiefpassfilter

Danke, hätte ich wissen müssen. Also Optischer Tiefpaßfilter.
Viele Grüße
Horst

[Horst Wörmann]

Hallo Rolf,

hast Du noch ein Stück von dem AA-Filter? Damit müßte man eigentlich die Tiefpaßfunktion durch Bildaufspaltung erkennen können.

Mein Chip sieht so ähnlich aus:

Zeiss PlanApo 20x/0,60 Auflicht
Hier mit höherer Vergrößerung:

Auflicht DIK, Zeiss PlanApo 63x/1,40 Öl; Pixelgröße 5,6 x 5,6 µm

Die grauen Flachen ringsum decken einiges an Elektronik ab, was man nur an beschädigten Stellen sieht. Der von Dir beschriebene Linseneffekt ist wohl ein Artefakt, habe ich bei geringerer Auflösung zuerst auch so gesehen, verschwindet aber bei höherer Auflösung.
Was ich nicht verstehe, ist die dunklere Fläche im "Innenraum". Ist optisch isotrop, sieht nur wie Graufilter aus. Aber wozu?

Jedenfalls gelingt es sogar, ein Reflexionsspektrum der drei Pixelfarben aufzunehmen:

Meßblendendurchmesser 5µm, gemessen im Randbereich.
Man erkennt in jedem Kanal noch überlagerte Oszillationen, verursacht durch Interferenz. Da ist also noch eine weitere Schicht beteiligt.

Lohnendes Objekt, insbesondere auch, wenn es Dir gelingt beim AA-Filter noch etwas herauszufinden.

Viele Grüße aus Bonn
Horst

[Rawfoto]

Hallo Rolf

Spannend, zum Glück hatte ich noch keinen Sensor und seine Filter unter dem Mikroskop .-)

Was du als RGB-Folie bezeichnest it eigentlich einen "Bayer-Filtermaske" ==> es werden auch durch diese Filtermaske keine RGB-Farben aufgenommen - nur digitale Informationen und erst durch die Kenntnis wo sich welche Filterzelle  wird in der Kamera (JPG) oder im RAW-Konverter die Farbinformation errechnet ...

Liebe Grüße

Gerhard

[Stuessi]

Hallo Horst,

leider habe ich keine Reste vom AA-Filter.

Bei diesem Bild (mit Helicon Focus aus mehreren gerechnet, Leitz Ergolux mit NPl Fluotar 50x/0,85 DF)



habe ich den Eindruck, dass zuerst die grünen oder roten Filter aufgedampft wurden, dann erst die blauen. Anschließend wurde die dunkle Schicht aufgebracht, die auf jeden Fall im Auflicht wenig reflektiert. Im Internet wird immer von sog. Microlinsen gesprochen, die als oberste Schicht aufgebracht werden.

Mit meiner Dynax7D habe ich mal das Spektrum der Sonne auf den Sensor abgebildet und die RAW-Werte (mrw) der einzelnen Pixel ausgelesen, die im unteren Teil aufgetragen sind.
Der RAW-Konverter RSE machte daraus die im oberen Diagramm aufgetragenen Werte.



Viele Grüße,
Rolf

[Stuessi]

Hallo,

den ausgebauten Sensor der D7D habe ich wieder gefunden und genauer angeschaut.
Es handelt sich im Gegensatz zur NEX-5n (CMOS) um einen CCD-Sensor. Der Pixelabstand beträgt fast 8 µm (3000 Pixel auf 23,6 mm)
Mit einem Messer habe ich die Oberfläche wieder etwas zerkratzt.
Zunächst drei Einzelbilder:



Etwa 4 µm tiefer erkenne ich elektrische Strukturen:



Diese Stelle hat mir besonders gefallen:



Aus 62 Bildern gestackt:



mit 10 weiteren Aufnahmen:



Viele Grüße,
Rolf

[Horst Wörmann]

Hallo Rolf,

"Anschließend wurde die dunkle Schicht aufgebracht, die auf jeden Fall im Auflicht wenig reflektiert." ->  jetzt weiß ich, was die dunkle Fläche auf unser beider Chips ist. Das ist die Antireflexschicht. Im Auflichtverfahren betrachten wir ja das reflektierte Licht; wenn die Fläche dunkler erscheint, geht halt mehr Licht auf die Dioden, dafür wird weniger reflektiert - die Fläche erscheint dunkler.
Mikrolinsen habe ich auf meinem Chip nicht.

Viele Grüße
Horst

[smashIt]

Was ich nicht verstehe, ist die dunklere Fläche im "Innenraum". Ist optisch isotrop, sieht nur wie Graufilter aus. Aber wozu?

eigentlich wäre es ja die aufgabe der photozellen möglichst viel licht zu absorbieren

[Horst Wörmann]

Hallo Chris,

eben, sage ich doch. War nur verwirrt, weil ich gedanklich im Durchlichtmodus war, und da hat ein Graufilter vor dem Empfänger keinen Sinn.
Wäre nur noch die Frage, wie so etwas produziert wird.

Viele Grüße
Horst

[smashIt]

die letzten 2 trends die ich aus der ecke mit bekommen habe waren "black silicon" (laserbehandlung der aktiven oberfläche) und back illumination (möglichst wenig krempel zwischen licht und zelle).
vieleicht findest du unter den schlagworten etwas.

was sensortechnisch mMn genialst ist sind die foveon-sensoren.
bei denen wird die wellenlängenabhängige eindringtiefe des lichtes zur farbaufspaltung genutzt.