28/02/06

17/03/06: ATENCION!
REVISIÓN IMPORTANTE

Panasonic/Olympus

Live Mos

Tecnología

© Fotografías Valentin Sama, Panasonic y Olympus
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Live-MOS de Panasonic, a tamaño realEl finísimo Live-Mos de Panasonic
El Live-MOS de Panasonic a aproximadamente tamaño natural (dependiendo de resolución de pantalla)

Live Mos o NCMOS: información actualizada

Olympus, pasadas las presentaciones de las cámaras Olympus E-330 y Panasonic Lumix DMC-L1, que incorporan ambas el mismo y novedoso captador, ha aportado información adicional referida al mismo.

Este captador de tipo “NCMOS” (Negative CMOS), también denominado “Live MOS” (“MOS en Directo”), es de un tipo nuevo, y –fabricado por Panasonic– se emplea por primera vez en estos dos modelos de cámara.
Si la segunda, por ser de presentación tan reciente, tendré que esperar unos meses a poder probarla, con la primera he podido ya realizar experiencias suficientemente amplias.
Aprovecho la ocasión de haber recibido esa información complementaria, tanto para publicar unas imágenes de muestra como para aportar los gráficos, fotografías y esquemas aportados por Olympus.

Live Mos: alta calidad de imagen y bajo consumo

Según la firma, el nuevo Live MOS ofrece una calidad de imagen comparable a la de un captador Full Frame Transfer (FFT), del tipo empleado anteriormente en sus E-1 y E-300, pero con los bajos requerimientos de energía propios de un captador de tipo CMOS.

Llegados a este punto, Olympus añade una frase que debe –al menos– hacernos reflexionar: …”este captador es digno de mención debido a que es capaz de ofrecer una alta capacidad de imagen a lo largo de un gran periodo de tiempo (de vida)”… Podíamos sospecharlo, e incluso algunos pueden haberlo experimentado ya, pero parece claro que con el uso, con cualquier tipo de captador la calidad de imagen se degrada conforme envejece. Pero sigamos con lo relevante.

En este captador Live MOS, se emplea una circuitería simplificada que reduce la distancia entre cada fotodiodo (la superficie sensible del pixel) y su correspondiente microlente (*), situada en el propio captador, lo que asegura una excelente sensibilidad y calidad de imagen, incluso aún cuando la luz llegue con acusados ángulos de incidencia.

Comparado con un CCD, la estructura de circuitería de un CMOS normal hace que la superficie fotosensible represente el 30% de la superficie del sensor.
Sin embargo, el captador Live MOS aprovecha, tanto su circuitería simplificada como la estructura más delgada de sus capas, para ofrecer un área fotosensible mayor. Además, se han llevado a cabo refinamientos a fin de potenciar la utilización de la luz, y con ello, mejorar la calidad de imagen.
Diagrama correcto, actualizado a 17.03.06
A la derecha, el CCD clásico. La superficie fotosensible viene indicada por el rectángulo azul. En el centro, un CMOS convencional. A la izquierda, el nuevo Live MOS o NCMOS de Panasonic empleado en las Olympus E-330 y Panasonic Lumix DMC-L1
"PD aperture" = "abertura del fotodiodo" o si se prefiere, "ventana efectiva de entrada para la luz". La superficie útil para captación de luz es ahora igual a la de un CCD FFT, pero con las ventajas derivadas de las características propia de un CMOS (ver texto)
ATENCIÓN: este gráfico ha sido modificado respecto al anterior.


Un nuevo sistema de transferencia para la lectura de la señal de cada fotodiodo, ha permitido a los diseñadores reducir a la mitad los pasos de los circuitos, en relación a los propios de un CCD, minimizando con ello las áreas inútiles para la captación de luz.
Al multiplicar por 1,4 (respecto a un CMOS convencional) el área fotosensible, y con ello poder captar luz que anteriormente se perdía, los ingenieros autores del nuevo Live MOS O "NCMOS", han alcanzado al parecer alta sensibilidad unida a una mejor calidad de imagen. A fin de aumentar aún más la sensibilidad, se ha desarrollado un nuevo circuito de amplificación de bajo ruido. Como seguro que recordáis, y tal como se puede ver en el esquema, el CCD lleva un circuito para la transferencia (Transfer circuit), mientras que los CMOS llevan -acoplado al píxel- un circuito de amplificación. Pero lo interesante es la comparativa de la superficie útil.

En lo que respecta a esta tecnología para bajo ruido, se fundamenta en la utilización de un voltaje relativamente muy bajo (5v/2,9v) que reduce el ruido de forma significativa. El ruido derivado de la operación en si, se ha tenido muy en cuenta, y a efectos de reducirlo, se han embebido los fotodiodos profundamente en el silicio del chip del captador, a fin de aislar dichos píxeles de los elementos inductores de ruido en la superficie del chip.
Estructura transversal del Live-MOS
Interesante corte esquemático de un pixel en el nuevo captador Live MOS: La zona azul es el fotodiodo receptor de luz, profundamente embebido en el silicio (rosa). Arriba, entre las dos barras negras, la abertura para la entrada de luz. En gris y amarillo, elementos conductores para la circuitería.


Como consecuencia de ello, las imágenes son más claras, limpias del “ruido blanco” que tiende a aparecer al fotografiar en bajos niveles de luz.
En conclusión, al parecer puede afirmarse (y las tomas de muestra lo corroboran) que el nuevo Live MOS de 7,5 megapíxeles de imagen de Panasonic/Olympus, el formato Cuatro Tercios, ofrece ruido reducido, un consumo de energía un 80% menor, y una calidad de imagen equivalente a la de un CCD FFT gracias al gran tamaño de la superficie fotosensible de cada pixel.
Todo ello, si interesante en si mismo, lo es aún más si tenemos en cuenta que es probable que Panasonic y Olympus estén desarrollando un segundo captador Live MOS, igualmente en formato “Cuatro Tercios”, pero con una densidad del orden de los 10 megapíxeles.

MODIFICACIÓN DE LOS DATOS ORIGINALES

En una nota emitida el 17 de marzo de 2006, Olympus (Japón) reconoce y anuncia un error en su información original, excusándose formalmente. Así, la superficie útil de cada fotodiodo no es "3 veces mayor" que la del correspondiente a un CMOS convencional, sino "1,4 veces mayor".
El error, según los portavoces de Olympus, se produjo como consecuencia de tomar como referencia un tamaño de pixel de 2,8 µm, en lugar del de 5,6 µm, que es el correcto. El resto de indicaciones, afirmaciones y concusiones de este artículo permanece firme, con la salvedad indicada del incremento efectivo del área útil del fotodiodo del CCMOS o Live Mos, respecto a un CMOS convencional.

El gráfico actual (más arriba) es el correcto, y el gráfico que figura inmediatamente debajo de este texto, es el antiguo e incorrecto.

Gráfico incorrecto
ATENCIÓN: Este el gráfico antiguo e incorrecto


E-330 y E-500: las imágenes de muestra

En las imágenes de muestra, se puede comprobar la calidad de imagen obtenida con el nuevo Live MOS incorporado en la Olympus E-330, en comparación con la ofrecida por el CCD FFT de una Olympus E-500.
Según mi apreciación, si bien la calidad de color y gama tonal es muy buena en ambos sistemas, a índices ISO altos el nuevo Live Mos o NCMOS ofrece ruido más reducido y un “grano” más armónico.

Aunque las imágenes de muestra pueden descargarse libremente a alta resolución, para evaluarlas y compararlas, debe excluirse cualquier otra utilización (gracias).
Si me es posible, más adelante incluiré fotos adicionales.

Las imágenes, están absolutamente sin manipular, salvo las dos añadidas al final, que están tratadas por medio del programa de reducción de ruido "Noise Ninja", en el modo de autoperfilado.

(*) La mayoría de los captadores incorporan microlentes condensadoras de luz sobre cada pixel


E-330 a 100 ISOE-500 a 100 ISO
E-330/E-500

Todas las imágenes han sido tomadas a f/5,1 y en las mismas condiciones, con el objetivo Zuiko Digital 14-45 mm. El foco, muy selectivo, se colocó en los "rabos" de las peras. He añadido enlaces con reducción de ruido por Noise Ninja, con autoperfilado.

¡Atención! en cada link se iniciará descarga/apertura de archivo aprox. a 22 Mb



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