Matryca z bliska

Miałem napisać coś na temat wywoływania RAWów. To „się pisze”. W międzyczasie proponuję pokaz slajdów. W sumie, to nie wiem, czy kogoś taki temat zainteresuje, ale mnie bawią takie zabawy. Gdyby nie to, pewnie zarabiałbym na życie w inny sposób.

Otóż dostałem od kolegi matrycę z bliżej nieokreślonego aparatu. Sądząc po napisach jest to CCD, być może z 2005 roku (o ile to na dole to data). Ma najprawdopodobniej rozmiar 1/2.5 cala, a więc mały kompakt. Powyższe zdjęcie zrobiłem moim cyfrakiem – też kompaktem. I to co widać to jest mniej więcej wszystko, co można wycisnąć z niego w kwestii makrofotografii.

To co zrobiłem z tą matrycą, to otworzyłem obudowę (co właściwie widać już powyżej, a jak się kto przyjrzy to zauważy, że w lewym dolnym rogu nawet nieco zarysowałem powierzchnię), a następnie wsadziłem matrycę pod mikroskop. A właściwie pod dwa: mały i duży.

Mały to mikroskop montażowo-inspekcyjny. Jest to taki koń roboczy: powiększenie zapewnia raptem do 50 razy, ale za to obraz jest w nim stereoskopowy. No i ma zoom. I można pod nim względnie łatwo coś małego polutować. Dla zachowania poczucia skali oto zdjęcie zrobione na mniej więcej najmniejszym powiększeniu, jakie da się ustawić.

Skala na zdjęciu przedstawia 1000 μm, czyli 1 mm. W przeciwieństwie do zmiennoogniskowych obiektywów fotograficznych, mikroskop jest korygowany na największe powiększenie, więc na najmniejszym obraz jest słaby (zwłaszcza, że podłączona do niego kamerka obejmuje jedynie mały wycinek obrazu). Ale widać, że w stosunku do pierwszego obrazka obraz jest obrócony o 180 stopni (tak wyszło) i widać też, że taka matryca składa się właściwie z dwóch rzeczy: z chipa zrobionego w bardzo wieloetapowym procesie na jednym prostokątnym kawałku kryształu krzemu oraz obudowy, w której jest to zamknięte. Te dwa rzędy złotych kontaktów na górze i na dole zdjęcia to pola kontaktowe, które są połączone z nóżkami obudowy. Połączenia elektryczne pomiędzy chipem, a polami są zrobione cienkim złotym drutem (druciki widać słabo, ale trochę widać). Te połączenia nazywa się bondami, a złoto, z którego są wykonane, ma czystość przynajmniej 4N (czyli 0,9999 masy to atomy złota). A swoją drogą, jednym z moich obowiązków w pracy jest robienie dokładnie takich połączeń.

Następne zdjęcie, to nadal mały mikroskop, ale ustawiony na powiększenie 50 razy. Obraz trochę lepszy. Warto zwrócić uwagę na skalę, która teraz przedstawia już tylko 100mm, czyli 0,1mm. Na górze i po prawej widać krawędź chipa (tej głównej krzemowej części). Cztery bondy są lepiej widoczne (widać na przykład, że mają na końcu kuleczkę), podobnie zadrapanie. Widać też, że obszar aktywny matrycy ma ciut inny, ciemniejszy odcień niż obszar dookoła. Ale pojedynczych pikseli niet.

No to zmieniamy mikroskop.

Drugi mikroskop jest porządnym mikroskopem firmy na O pozwalającym (z tymi obiektywami, co mamy) na powiększenie 500 razy. Poniżej zdjęcie przy maksymalnym powiększeniu przedstawiające sam brzeg obszaru aktywnego matrycy.

Zwracam uwagę, że całe zdjęcie wszerz obejmuje ok. 80 μm, czyli mniej niż skala wielkości na poprzednim zdjęciu. I widać już pojedyncze piksele, i że mają rozmiar 2 μm. Co oznaczałoby, że matryca ma jakieś 6 mln pikseli. Na zdjęciu widać trzy różne obszary. Patrząc od dołu, mamy taki obszar, gdzie jest goła, niczym nie przykryta, mozaika filtrów barwnych. Zwracam uwagę, że ja tego nie kolorowałem, tylko zwyczajnie widać,  że jedne piksele są zielone a inne czerwone i niebieskie. Obszar wyżej wygląda trochę inaczej. Na zdjęciu tego nie widać (bo kamerka przyczepiona do mikroskopu ma mocno ograniczony zakres tonalny a kontrasty do sfotografowania są tam wielkie), ale tam NA filtrach barwnych coś jest i mozaikę Bayera widać przez to coś (może matryca mikrosoczewek? Ale na CCD?). Za to ten ciemniejszy obszar na samej górze, to jest obszar aktywny. A to poniżej jest jaśniejsze prawdopodobnie dlatego, że pod filtrami krzem jest zasłonięty przez napyloną metalizację, od której odbija się światło (choć przyznaję, że to tylko mój domysł).

Ten kawałek, gdzie mozaika Bayera nie jest niczym przykryta, dało się lepiej sfotografować i wygląda to tak:

A na koniec, w ramach bonusu, przedstawiam zdjęcie koniuszka zadrapania. Ładnie widać, że zdrapałem to przezroczyste coś na wierzchu razem z mozaiką i odsłoniłem piksele razem z jakąś metalizacją. Swoją drogą fakt, że metalizacja zajmuje całkiem pokaźny kawałek piksela podpierałoby hipotezę, że to na wierzchu to mikrosoczewki. Choć, aby to zweryfikować, trzeba by tę matrycę wstawić do skaningowego mikroskopu elektronowego.

Oczywiście fotografom oglądanie matryc w powiększeniu nie jest niezbędne do robienia dobrych zdjęć, ale a nuż kogoś zaciekawi?

Swoją drogą, gdyby ktoś wiedział, z czego ta matryca pochodzi, to niech da znać 🙂