הערב פרסמנו ידיעה ראשונית לפיה חוקרים באוניברסיטת NANYANG בסינגפור פיתחו חיישן מבוסס גרפן בעל רגישות הגבוהה פי 1000 מזו של חיישני סיליקון קיימים.

העניין שלנו בידיעה המקורית היה כמובן מופנה לקהל הקוראים שלנו (קרי צילום) אבל בידיעה המקורית הוקדש גם חלק העוסק ביישומים תעשיתיים ואחרים של הטכנולוגיה כולל עבור לויינים ואמצעי ראית לילה.

על פניו מדובר בטכנולוגיה מהפכנית של ממש (בגרפן תולים תקוות רבות כיורש של הסיליקון בעתיד) וכאן מדברים המהנדסים על אימוץ מהיר של הטכנולוגיה (לדבריהם) בשל שימוש בטכניקות המקובלות כיום בתעשיה לייצור חיישני CMOS. לא פחות חשוב המחיר בייצור המוני צפוי להיות לטענתם זול פי 5 מחיישנים רגילים (וצריכת החשמל נמוכה פי 10).

יישומים אפשריים נוספים לדעתכם והערות?

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

למשל, במקום מא"כ על נגזרותיו, Live-View ב-125,600,000 אסא...
כמו כן כמובן אמצעי תצפית, אבל בנוסף - גם צילומים עם עומק שדה עצום. יש בעיות אופטיות עם זה (Diffraction), אבל במגבלות תוכל לקבל כך תמונה חדה מאוד במהירות צמצם סבירה עם עומק שדה הרבה יותר גדול מהרגיל; גם לזה אני חושב שאפשר למצוא יישומים צבאיים.
השלב הבא יכול גם להיות שילוב של מציין חלש במיוחד, שנראה רק אם יש לך חיישן ברגישות גבוהה מאוד, כלומר הנ"ל שמוזכר למעלה.

"במידה רבה, הודות למאמרי הארץ הוקמה ממשלת הליכוד הלאומי ונתמנה משה דיין כשר הבטחון. הארץ דרש תגובה צבאית על האיום המצרי שבועיים לפני המלחמה, ואף דרש את תפיסת הרמה הסורית ימים אחדים לפני הפעולה".
(הארץ מפרסם את עצמו, 22 ביוני 1967)


המדריך לשביל ישראל, מאת יגיל הנקין ויעקב סער. מהדורה רביעית, 2020
גלריית התמונות שלי

מעניין מאד הקונספט האחרון שהזכרת - מעולם לא חשבתי על כך. האם יש סיבה כלשהי שאתה יכול לחשוב עליה שבגללה זה יהיה מסובך או בעייתי לביצוע (בהינתן החיישן הסופר רגיש כמובן)?

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

השאלה היא איזה בעיות נוספות יש לציינים בעלי הספקים נמוכים - התבדרות, רגישות לתנאי אבק/אובך/לחות וכדומה (אני לא יודע, אני רק מעלה את האפשרות)

There are three kinds of lies: lies, damned lies, and statistics

"After the uprising of the 17th of June the Secretary of the Writers Union had leaflets distributed in the Stalinallee
stating that the people had forfeited the confidence of the government and could win it back only by redoubled efforts.

Would it not be easier in that case for the government to dissolve the people and elect another?" -Bertolt Brecht

I remember very vividly, a few months after the famous pacifist resolution at the Oxford Union visiting Germany and having a talk with a prominent leader of the young Nazis. He was asking about this pacifist motion and I tried to explain it to him. There was an ugly gleam in his eye when he said, "The fact is that you English are soft". Then I realized that the world enemies of peace might be the pacifists - Robert Hamilton Bernays -

מ... כן יש בזה משהו (אני גם לא יודע - אבל על פניו יש הגיון בכל הנקודות שציינת).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

אני מניח שפרט משימוש בתנאי תאורה גרועה (מא"כ) הוא יוכל לשמש כחיישן למצלמות מהירות במיוחד.
אני לא יודע אם יש לזה שימוש צבאי, אבל בהחלט יש לזה שימוש בפיתוח ציוד צבאי.

מ... מה בעצם לדעתך היתרון של זה בתחום מהירות הצילום (האמת שלמרות שעסקנו בעבר במצלמות במהירות גבוהה אף פעם לא התעמקתי במה הבסיס שמאפשר את הטכנולוגיה ומה המגבלות שלה כיום).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

מהירות צילום גבוהה == זמן חשיפה קצר.
אם החיישן לא מספיק רגיש, הוא לא יקלוט מספיק אור בזמן זה.
בגלל זה בצילומים מהירים במעבדה תמיד יש תאורה מאד חזקה.
בשטח תאורה קצת פחות פרקטית.
חיישן רגיש מאד יכול לאפשר זמן חשיפה קצר בתנאי תאורה "רגילים", ובמפתח אופטי קטן יותר.

כמה הערות קטנות,

1. הכיתוב באתר שלכם "מבוסס על סיבי פחמן" כמובן לא נכון, הוא מבוסס על גרפן שאלו יריעות פחמן ולא סיבים.
2. השיפור ברגישות פי אלף הוא ביחס לגלאי גרפן שנבנו עד היום ולא ביחס לגלאים מסוגים אחרים הקיימים בשוק.
3. לגבי מחיר, לא נראה לי שמחיר מהווה בעיה בכל מה שנוגע לגלאי CCD כיום.
4. מדובר במחקר אקדמאי שגם אם מישהו יחליט לתרגם אותו למוצר, יש עוד זמן רב.
5. כדאי לתת קישור למאמר:
http://www.nature.com/ncomms/journa...ncomms2830.html

• לגבי סיב לעומת יריעה - אני אתקן אם כי כתבנו שהצורה היא חלת דבש כפי שתואר בידיעה המקורית.
• לגבי השיפור ברגישות - אתה יודע לומר איך זה עומד ביחס לחיישני סיליקון מקבילים? לפחות בהודעה לעיתונות לא ראיתי שההתיחסות הייתה ביחס לחיישני גרפן...
• לגבי הוזלה - פחות עלות היא תמיד יתרון - במיוחד כשמדובר במוצר צרכני שאמור להיות מיוצר במסות (ליישומים צבאיים זה פחות משנה מן הסתם).
• בהחלט מדובר במחקר אקדמי אם כי לפחות מאופן ההצגה של החוקרים נראה שיש להם כוונות למסחר את הטכנולוגיה בהקדם האפשרי וכי הדבר לא מורכב במיוחד באופן יחסי (כך לפחות הם טוענים - אין לי יכולת לאמת זאת מן הסתם).
• לגבי הקישור - הוא בתשלום...

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

1. הצורה של חלת דבש מתייחסת למבנה האטומי של החומר. בדיוק ראיתי שיש אפילו ערך על גרפן בויקיפדיה העברית עם תמונה וקצת הסברים:

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%92%D7%A8%D7%A4%D7%9F

2. שכחתי לציין שהשיפור הוא בכלל לא ברגישות אלא בהיענות. רגישות מתייחסת לעוצמת האור המינימלית הניתנת לגילוי והיענות מתייחסת ליחס שבין הזרם החשמלי הנוצר בגלאי לבין השטף האנרגטי הפוגע בו.
על פי מה שהם כותבים הם השיגו היענות של 8.61 אמפר לוואט. גלאים סטנדרטים הם בעלי היענות בדרך כלל של 0.1-1. גלאים מוגברים כמו PMT או APT נותנים היענות של 100,000-1,000,000.

5. המאמר בתשלום אבל התקציר לא.

6. ושכחתי לציין שהתכונה החשובה אותה הם מציינים היא גילוי בתחום ספקטרלי רחב שמהאור הנראה ועד ה-MIR. גרפן הוא חומר שרגיש לאורכי גל לפחות עד 5 מיקרון ואפשר לשלוט בתחום.

לגבי היענות - מה המשמעות המעשית של היענות כה גבוהה באופן יחסי (אם נשווה חיישן כזה לחיישן סיליקון בגודל מקביל האם נקבל תוצאות S/N טובות משמעותית באותו רמת רגישות - נניח ISO 6400)?

כן התחום הספקטרלי שלו רחב - לכן בעצם פרסמתי כאן את הידיעה - הרי צילום בכלל פחות רלוונטי לפורום הנוכחי אבל יישומים צבאיים בהחלט כן.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

היענות ו-S/N שנקרא גם SNR הם שני דברים שונים. היענות, רגישות ויחס אות לרעש (SNR) הם שלושה פרמטרים שמתארים גלאי ולא חייב להיות ביניהם קשר.
המשמעות של היענות גבוהה - כביכול שאין צורך להגביר את האות. בפועל זה קצת לא משמעותי כי האות ממילא מוגבר כי זה רכיב FET.
המדד ISO לא מוכר לי כך שאני לא יכול להתייחס לזה.
אני אנסה לעבור על המאמר ולראות אם אמצא שם תובנות נוספות אם יהיה לי זמן.

ISO הוא המדד לרגישות החיישן (מה שהיה מכונה בפילם ASA) במצלמות דיגיטליות (אם אני זוכר בפועל הסיפור קצת יותר מסובך מזה למען האמת).

האם תוכל להסביר אולי עוד טיפה על נושא ההיענות - יש לנו קולטן בחיישן - שאני מבין שאפשר לדמות אותו לסוג של בור הקולט נניח מים - באנלוגיה הזו (בהנחה שהיא קבילה) איפה נכנס מרכיב ההיענות?

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

גלאי אור קולט אור ונותן זרם חשמלי שאלו שני דברים שונים לגמרי.
את השטף של האור מודדים ביחידות של הספק (וואט) ואת הזרם החשמלי ביחידות של אמפר.
אפשר לומר שתפקידו של גלאי אור הוא לתרגם את השטף הפוגע בגלאי לזרם חשמלי.
אם הגלאי מתרגם וואט אחד של אור לזרם של אחד אמפר אז ההיענות שלו היא 1 אמפר לוואט (A/W)

באנלוגיה לזרם מים - גלאי של זרם מים יתרגם את עוצמת זרם המים לזרם חשמלי. יחס העוצמות הוא ההיענות.

מקווה שזה עכשיו יותר מובן.

חוץ מזה, עברתי על המאמר ואוסיף עוד כמה תובנות, בתקווה שהבנתי נכון:

7. זמן התגובה של הגלאי עומד על עשרות שניות. כמובן שזמן כזה לא רלוונטי לרוב היישומים.
8. הגלאי נמדד כשהוא מואר בלייזרים באורכי גל של 532 ננו (אור נראה) 1.47 מיקרון (א"א קרוב) ושלושה לייזרים סביב 10 מיקרון (MIR). הוא אמור לכסות את כל התחומים הנפוצים כיום להדמיה.
9. אם הבנתי נכון אז ההיענות של 8.61A/W נמדדה במקרה מאוד מסוים. ככלל ההיענות בנראה הייתה של 1.25, בא"א הקרוב 0.2 וב-MIR היא הייתה 0.4.
10. המדידות המשמעותיות התבצעו בקירור. ההיענות הגבוהה הייתה קרוב לאפס המוחלט. בטמפרטורה של 70- צלזיוס הוא כבר כמעט ולא מגיב.
11. הגלאי המדובר מבוסס על מנגנון של הגברה. כפי שציינתי, אם כבר מגבירים אז אפשר להגיע להיענות של כמעט מיליון אמפר לוואט.
12. צריך לזכור שהרכיב כולו הוא רכיב אלקטרוני קלאסי שעל גביו הונחה שכבת הגרפן.

אני לא בא חלילה להמעיט בערכם של החוקרים, אלא רק לחדד את הנקודה שקיים פער בין הישג מחקרי לבין מוצר תעשייתי. הכתבות שיוצאות לעיתונות לא תמיד מדייקות בפרטים והדבר תלוי מאוד ברצינות הכתב. תמיד ממולץ לפנות למקור ולקרוא אותו.

האמת שבמקרה הספציפי הזה בלי ידע די מעמיק בנושא כל כתב היה מוציא משהו מאד לא מדויק מתחת ידיו - אנחנו התבססנו מן הסתם על הידיעה הרשמית לעיתונות שגם היא לפי מה שאתה מתאר כאן מאד מאד רחוקה מהמחקר עצמו...

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

תודה רבה על ההסבר והסיכום.

אינני מומחה אך למיטב הבנתי, הגורם הדומיננטי שמגביל את איכות הצילום הוא הטבע הדיסקרטי של האור.
בתנאי תאורה נמוכה מספר הפוטונים שנופל על כל פיקסל יורד לאלפים ואף למאות. במספרים כאלו נמוכים יש שונות גדולה במספר הפוטונים בגלל האקראיות (shot noise), ולכן התמונה נוצרת עם רעש.
לא ניתן למדוד חצי פוטון, או עשירית פוטון.
חוץ מלהגדיל את העדשה ולאסוף יותר פוטונים אין הרבה מה לעשות.

כמובן שניתן להקטין רעשים אחרים ולהעלות את אחוז הניצול של הפוטונים, אך אין שם הרבה מקום לשיפור, בטח לא פי 1000 .

אשמח אם מומחה אמיתי יתקן את מה שכתבתי.

ברמת הסיליקון צריך הרבה מאוד פוטונים כדי לייצר תמונה באיכות סבירה.
אבל ברמה שמדברים עליה - ניתן לקלוט פוטון בודד, וניתן לבחור בין איכות גרועה בכמות אפסית של אור לאיכות גבוהה בכמות מאוד נמוכה של אור.
בכל מקרה - שיפור אדיר.

וזה אומר שאם יצליחו לתכנן באופן שיפחית רעש שקשור למעגלים החשמליים במצלמה (למשל ע"י חיווט אופטי), מה שגורם היום לרוב הרעש בחיישנים קטנים,
ויצליחו לייצר גרפן באופן תעשייתי,
יצליחו להכין מצלמות מעולות.

אולי נתחיל לראות אותן עוד שני עשורים.

מעניין. ואם סתם יחליפו את הקולטנים בקולטני גרפן (שאם אני מבין נכון זה בערך מה שהם מדברים עליו כי הם מדברים על השארת כל תהליך ייצור ה-CMOS כמו שהוא פרט לרכיב הגרפן בקולטנים - שוב להבנתי המינורית משהו). איזו השפעה תהיה לכך אם בכלל על התוצאה שנקבל ואני דווקא מדבר על מצלמות עם חיישנים גדולים (APS-C/FF)?

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

אם כבר התפתחות בתחום החיישנים - היום חשפו בפוג'י ובפנסוניק תכנון ראשון מסוגו (למיטב ידיעתי לפחות) לחיישן אורגני. לדברי פוג'י לחיישן הזה (שלו יתרונות מעניינים בכל התחומים - רגישות, טווח דינאמי ועומק צבע על פני חיישנים קיימים) יישומים גם מעבר לתחום הצילום (אני יכול לשער שהם מתכוונים גם ליישומים תעשייתיים ומדעיים אבל אפשר שגם ליישומים בטחוניים).

איור סכמטי של החיישן החדש

[התמונה הבאה מגיעה מקישור שלא מתחיל ב https ולכן לא הוטמעה בדף כדי לשמור על https תקין: http://www.megapixel.co.il/mega/wp-content/uploads/2013/06/Fuji-organic-sensor-illustration-550x231.jpg]


אם לשני המגיבים הקודמים יש מה להוסיף בעניין יהיה מענין לשמוע (היה דיון מאד מחכים בפעם שעברה).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים