Nikon fotoğraf makineleri için sensörleri nasıl tasarlıyor?

Sony, birkaç yıldır sadece kendisi için değil, Nikon gibi sektör devleri için bile dünyanın önde gelen görüntü sensörü üreticilerinden biri olma konumunu koruyor. Ve sonuncusu

D850 demontajı

bu durum şu şekilde açıkça kanıtlanmaktadır. Ancak Nikon’un bazı sensörleri Sony’nin fabrikalarında üretilse bile, Nikon bunları geliştirmek ve tasarlamak için önemli kaynaklar harcıyor.

Imaging Resource’tan Dave Etchells kısa süre önce Nikon’un Ar-Ge departmanını ziyaret etme fırsatı buldu. Bölümün çalışmalarını ve sensör tasarım sürecinin nasıl ilerlediğini detaylandıran büyük bir rapor yazdı.

“Nikon’un kendi sensörlerini tasarladığını ve her ayrıntıya çok dikkat ettiğini uzun zamandır biliyorum. Atchells şöyle yazıyor: “Sanırım fotoğrafçılık camiasında bu konuda pek bir şey yok; çoğu insan Nikon’un durumunda ‘mühendisliğin’ üçüncü taraf teknik özelliklerinden en iyi konfigürasyonu seçmekten ibaret olduğunu varsayıyor; bazı özellikler ‘A’ sütunundan, diğerleri ise bir Çin restoranı menüsü gibi ‘B’ sütunundan seçiliyor.”. “Aslında, D5 ve D850’deki gibi son teknoloji sensörler geliştiren, NIKKOR lensler ve EXPEED görüntü işlemcisiyle en iyi şekilde çalışacak devreler oluşturan mühendislerden oluşan bir kadroları var.”.

Etchells raporunda, herhangi bir sensör devresinin tasarımının, hangi sınıf kamera için olacağına, kameranın hangi pazarda satılacağına ve fiyat ile kalite arasındaki dengeye karar vermekle başladığına dikkat çekiyor. Geliştirme sırasında Nikon mühendisleri, ışık toplama verimliliği, gürültü seviyesi, okuma hızı, güç tüketimi vb. özelliklerin optimum kombinasyonunu elde etmek için bir CMOS sensör üzerinde en iyi eleman düzenlemesini oluşturmaya çalışır.d.

Tüm mühendisler, her biri belirli bir kamera için sensör tasarlayan ekiplere ayrılır. Haftada bir kez, her ekip mevcut ilerlemeyi tartışmak ve bir sonraki hafta için hedefler belirlemek üzere genel bir toplantıda bir araya gelir. Sensör geliştirmek uzun bir süreçtir ve D850 gibi son derece gelişmiş kameralar için birkaç yıla kadar sürebilir.

Rapor ayrıca, tüm sensörlerin geliştirmenin önemli bir parçası olan titiz testlerden geçtiğini de ortaya koyuyor. Sensörün kamera ve lens ile birlikte nasıl çalışacağına özellikle dikkat edilir. Tüm testler, çeşitli parametrelerin değerlendirilmesini mümkün kılan çeşitli ayarlar veya cihazlar kullanılarak gerçekleştirilir. Bu tür pek çok test var, ancak Etchells sadece bazılarını gösterdi çünkü geri kalanı çok gizli ve şirket gizlilik anlaşması altında bile bunları göstermeyi reddetti.

Aşağıda testin yayınlanması için izin alınan bölümü yer almaktadır:

Bu, Nikon’un aşırı parlak ışık kaynaklarının varlığında flaşlara veya “gölgelenme” görüntülerine yol açabilen iç yansımaları ve optik parazitleri değerlendirmek için kullandığı kurulumdur. Test, ışık kaynağının kameraya göre olası tüm açılarını ve konumlarını yakalamaya çalışır, bu nedenle her test için çok sayıda çekim yapılması gerekir.

Bu kurulum, kameranın düşük geçişli/kızılötesi filtresi ve sensör mikrolenslerinin kombinasyonunun farklı açılardan gelen ışığa nasıl tepki verdiğini değerlendiriyor. Yüksek yoğunluklu bir aydınlatıcı ve küçük bir diyafram açıklığı, kameranın önünde noktasal bir ışık kaynağı oluşturur. Bilgisayar daha sonra kamerayı döndürerek olası tüm açıları simüle eder ve aynı anda verileri toplar.

Bu cihaz sensörün RGB tepkisini test etmek için kullanılır. Kalın bir difüzörün arkasındaki dar bant LED ışık kaynakları, operatörün her renk için emisyon miktarını hassas bir şekilde ayarlamasına, sensörün renk matrisindeki filtrelerin etkinliğini ve farklı aydınlatma koşulları altında sensör/mikrolens/renk filtresi/düşük geçişli ve kızılötesi filtre kombinasyonlarının tepkisini değerlendirmesine olanak tanır.

Önceki üç test öncelikle sensörün optik özellikleriyle ilgiliydi, ancak bunlara ek olarak sensör tüm elektronik bileşenlerin testine de tabi tutuldu. Sinyalin iletkenliğini değerlendirmek için özel “test kartları” kullanılır.

Etchells raporu, Nikon fotoğraf makinelerindeki sensörlerle ilgili bitmek bilmeyen tartışmaları nihayet sona erdiriyor ve her birinin ayrıntılı olarak geliştirildiğini ve şirket duvarları içinde kapsamlı bir şekilde test edildiğini gösteriyor. Sony bu sensörleri üretse bile Nikon’un titiz teknik özelliklerine göre üretiyor.

Nikon’un sensör geliştirme departmanı hakkında daha fazla bilgi edinmek için Dave Etchells’in raporunun tamamını okuyun