Ako spoločnosť Nikon navrhuje snímače pre svoje fotoaparáty

Spoločnosť Sony si už niekoľko rokov udržiava postavenie jedného z popredných svetových výrobcov obrazových snímačov, ktorý vyrába nielen pre seba, ale dokonca aj pre takých priemyselných gigantov, ako je Nikon. A najnovšie

Rozobratie fotoaparátu D850

to jasne dokazuje. Ale aj keď sa niektoré snímače Nikon vyrábajú v továrňach spoločnosti Sony, Nikon vynakladá značné prostriedky na ich vývoj a konštrukciu.

Dave Etchells z Imaging Resource mal nedávno vzácnu príležitosť navštíviť vývojové oddelenie spoločnosti Nikon. Napísal rozsiahlu správu, v ktorej podrobne opísal prácu oddelenia a fungovanie procesu navrhovania senzorov.

„Už dlho viem, že spoločnosť Nikon vyvíja svoje vlastné snímače a venuje veľkú pozornosť každému detailu. „Myslím si, že v komunite fotografov sa o tom vie málo; väčšina ľudí sa jednoducho domnieva, že „inžinierstvo“ v prípade Nikonu spočíva vo výbere najlepšej konfigurácie zo špecifikácií tretích strán, kde sa niektoré funkcie vyberajú zo stĺpca „A“ a iné zo stĺpca „B“, ako v jedálnom lístku čínskej reštaurácie,“ píše Atchells. „V skutočnosti majú celý tím inžinierov, ktorí vyvíjajú najmodernejšie snímače, ako sú tie v D5 a D850, a vytvárajú obvody na optimálnu spoluprácu s objektívmi NIKKOR a obrazovým procesorom EXPEED.“.

Etchells vo svojej správe uvádza, že návrh akéhokoľvek obvodu snímača začína najprv rozhodnutím, pre akú triedu fotoaparátu bude určený a na akom trhu sa bude fotoaparát predávať, ako aj hľadaním kompromisov medzi cenou a kvalitou. Počas vývoja sa inžinieri spoločnosti Nikon snažia vytvoriť čo najlepšie rozloženie prvkov v snímači CMOS, aby dosiahli optimálnu kombináciu účinnosti zberu svetla, úrovne šumu, rýchlosti čítania, spotreby energie atď.d.

Všetci inžinieri sú rozdelení do tímov, z ktorých každý navrhuje snímač pre konkrétny fotoaparát. Raz týždenne sa každý tím stretne na všeobecnom stretnutí, aby prediskutoval aktuálny pokrok a stanovil ciele na nasledujúci týždeň. Vývoj snímača je dlhý proces a v prípade vysoko pokročilých fotoaparátov, ako je D850, môže trvať až niekoľko rokov.

Zo správy tiež vyplýva, že všetky senzory prechádzajú prísnym testovaním, ktoré je dôležitou súčasťou vývoja. Osobitná pozornosť sa venuje tomu, ako bude snímač fungovať v spojení s fotoaparátom a objektívom. Všetky testy sa vykonávajú pomocou rôznych jednotiek alebo zariadení na vyhodnotenie konkrétnych parametrov. Vykonáva sa množstvo takýchto testov, ale spoločnosť Etchells ukázala len niektoré z nich, pretože ostatné sú príliš tajné a spoločnosť ich odmietla ukázať aj na základe dohody o mlčanlivosti.

Nižšie je uvedená časť testu, ktorá bola zobrazená s rozlíšením na zverejnenie:

Toto je nastavenie, ktoré spoločnosť Nikon používa na vyhodnotenie vnútorných odrazov a optických presluchov, ktoré môžu viesť k zábleskom alebo „duchom“ v prítomnosti extrémne jasných zdrojov svetla. Test sa snaží zachytiť všetky možné uhly a polohy zdroja svetla vo vzťahu ku kamere, preto je pre každý test potrebných veľa záberov.

Táto zostava hodnotí, ako kombinácia nízkopriepustného/infračerveného filtra fotoaparátu a mikročočiek snímača reaguje na svetlo prichádzajúce z rôznych uhlov. Vysoko intenzívny osvetľovač a malá clona vytvárajú pred fotoaparátom bodový zdroj svetla. Počítač potom otáča kameru, simuluje celý rozsah možných uhlov a súčasne zbiera údaje.

Toto zariadenie sa používa na testovanie odozvy snímača RGB. Úzkopásmové LED zdroje svetla za hrubým difúzorom umožňujú operátorovi presne nastaviť množstvo emisie každej farby, vyhodnotiť účinnosť filtrov v sústave farebných senzorov a odozvu pre kombinácie senzorov/mikrolenov/farebných filtrov/nízkej priepustnosti a infračervených filtrov v rôznych svetelných podmienkach.

Predchádzajúce tri testy sa týkali predovšetkým optických vlastností senzora, ale okrem toho sa senzor podrobuje aj testu všetkých elektronických komponentov. Na vyhodnotenie vodivosti signálu sa používajú špeciálne „testovacie dosky“.

Správa spoločnosti Etchells konečne uzatvára nekonečnú diskusiu o snímačoch fotoaparátov Nikon a ukazuje, že každý z nich je starostlivo navrhnutý a dôkladne testovaný vo vlastnej réžii. A aj keď spoločnosť Sony tieto snímače skutočne vyrába, vyrába ich v prísnom súlade so špecifikáciami spoločnosti Nikon.

Viac informácií o oddelení vývoja snímačov spoločnosti Nikon nájdete v úplnej správe Davea Etchellsa