Основой современных цифровых светочувствительных датчиков, используемых практически во всех камерах, являются крошечные кремниевые фотодиоды, преобразующие падающий на них свет в электрические сигналы. Использование кремния имеет свои положительные и отрицательные черты. К положительным чертам можно смело отнести высокую технологичность кремния позволяющую производить датчики с помощью традиционной CMOS-технологии изготовления полупроводников.

К отрицательным чертам использования кремния в качестве светочувствительного материала относится слабый динамический диапазон чувствительности фотоэлементов и зависимость их характеристик от множества условий, таких, как температура окружающей среды.

Совместными усилиями специалистов компаний Panasonic и Fujifilm был разработан светочувствительный датчик, основой которого являются органические полупроводниковые материалы, и который лишен некоторых недостатков, присущих кремниевым датчикам.

Рис. 1.

Новая технология изготовления светочувствительных датчиков была представлена исследователями на Симпозиуме 2013 года по VLSI-технологиям, который проходил недавно в Киото, Япония. Вместо слоя из кремниевых полупроводниковых переходов в новом датчике используется слой органического светочувствительного материала, который служит для преобразования света в электрические сигналы. На приведенном ниже изображении в упрощенной форме можно увидеть разницу между структурами обычных кремниевых датчиков и нового органического датчика.

Как можно увидеть на приведенном выше изображении, область охвата изображения органического светочувствительного датчика значительно шире области охвата кремниевого датчика.

Это позволит сделать новые датчики более миниатюрными или получить намного более высококачественное изображение, используя датчик таких же самых размеров. С точки зрения качества получаемого изображения увеличение динамического диапазона приводит к повышению светочувствительности, что крайне благоприятно сказывается на качестве снимков, особенно производимых в условиях слабой освещенности. На приведенном ниже изображении можно увидеть разницу в качестве снимков, обеспечиваемую более широким динамическим диапазоном органического датчика.

Рис. 2.

Датчики с более высоким динамическим диапазоном могут зарегистрировать более слабые различия в цвете и яркости снимаемого объекта. Согласно расчетам, проведенным специалистами SLR Lounge,

новый органический светочувствительный датчик имеет динамический диапазон, равный 29.2 единицам. Для сравнения, у камеры Nikon D800E, которая является камерой с самым широким динамическим диапазоном, его значение составляет 15.3 единицы. Стоит добавить, что значения ширины динамического диапазона имеют логарифмическую зависимость, поэтому разница между 15 и 29 является весьма значительным усовершенствованием технологии цифровой фотосъемки.

Но, как и в любой бочке меда, здесь имеется своя ложка дегтя. К сожалению, на данный момент времени не существует приемлемого технологического способа, которым можно производить такие датчики в больших количествах при низкой стоимости. Без сомнений, через какое-то время технология производства органических датчиков будет разработана, но в первую очередь она будет использоваться для изготовления камер наблюдения, камер для различных спецсредств, и лишь спустя некоторое время такая технология доберется до уровня обычной потребительской электроники.