_968856305.jpg)
Nowatorska matryca od firmy Panasonic
Firma Panasonic poinformowała, iż opracowała technologię produkcji matryc, w których zrezygnowano z tradycyjnej siatki Bayera, a jej miejsce zajęły tzw. mikrorozdzielacze kolorów (ang. Micro Color Splitters), co pozwoliło na podwojenie czułości sensora na światło.
W tradycyjnej matrycy wykorzystującej filtr barwny RGB (czy to w postaci siatki Bayera, czy innej siatki, jak np. w przypadku matrycy Fujifilm X-Trans CMOS), światło padające na poszczególne piksele jest filtrowane w taki sposób, aby na dany piksel padało tylko światło o odpowiednim kolorze (czerwonym, zielonym, lub niebieskim).
W praktyce wygląda to następująco: użytkownik wciskając przycisk wyzwalający migawkę, powoduje oświetlenie matrycy. Na siatkę filtrów pada światło o różnych długościach fali (światło o fali 450 nm ma barwę niebieską, 500 nm zieloną, 550 nm żółtą a 650 nm czerwoną). Gdy na piksel zielony padnie światło niebieskie lub czerwone, to nic nie zostanie zarejestrowane. W ten sposób uzyskujemy obraz trójbarwny ale „dziurawy". W rzeczywistości jeden prawdziwy piksel obrazu, tworzą 4 piksele fizyczne (dwa zielone, czerwony i niebieski). Dopiero z takich kwadratów odpowiednie systemy w aparacie analizują uzyskane informacje, na podstawie których skomplikowane algorytmy „uśredniają” je i generują wielobarwną fotografię. W tym momencie, reprodukcja barw na uzyskanej fotografii zależy w dużym stopniu od pomysłowości programistów, opracowujących ww. algorytmy i procedury. Więcej o zasadzie działania matryc możecie przeczytać w artykule pt. „Kolorowe matryce”.
Dzięki zastosowaniu filtra barwnego możemy więc uzyskać kolorową fotografię, rejestrując obraz za pomocą komórek światłoczułych, które są czułe jedynie na natężenie światła.
Rozwiązanie to stosuje się od wielu lat, jednak obarczone jest ono dużą wadą. Podczas filtrowania kolorów tracimy sporą ilość światła, co powoduje, że do poszczególnych pikseli dociera zaledwie 30–50% pierwotnej wiązki.
Porównanie zasady i efektów działania tradycyjnej matrycy z siatką filtrów barwnych oraz nowej matrycy wykorzystującej mikrorozdzielacze kolorów. |
W nowej matrycy firma Panasonic zrezygnowała z zastosowania filtrów barwnych i zastąpiła je tzw. mikrorozdzielaczami kolorów (ang. Micro Color Splitters). Są to elementy wykonane z materiałów nieorganicznych, które mogą być produkowane w trakcie wykorzystywanych obecnie procesów fabrykacji półprzewodników. mikrorozdzielacze kolorów umieszczone są nad poszczególnymi pikselami za soczewkami skupiającymi i dzięki wykorzystaniu zjawiska dyfrakcji powodują one rozdzielenie białej wiązki światła, na wiązki o odpowiednich kolorach. Powyższy rysunek ilustruje zasadę działania mikrorozdzielaczy kolorów, gdzie światło białe rozdzielono na dwie wiązki w kolorze czerwonym oraz wiązkę światła białego pozbawionego barwy czerwonej. W rezultacie na sąsiednie piksele pada światło W-R ( white-red – białe pozbawione barwy czerwonej) oraz W+R (white+red – białe z dodatkiem barwy czerwonej). Podobnie można wykorzystać rozdzielacze do wyodrębnienia barwy niebieskiej, co spowoduję rejestrację światła W-B (white-blue – białe pozbawione barwy niebieskiej) oraz W+B (white+blue – białe z dodatkiem barwy niebieskiej). Zatem zamiast pikseli RGB otrzymujemy zupełnie nową siatkę komórek światłoczułych, co wymaga zastosowania nowych algorytmów demozaikowania (odtwarzania kolorów). Jednak wysiłek ten się opłaca bowiem mikrorozdzielacze kolorów nie powodują absorpcji światła, przez co nie tracimy 50–70% wiązki, która jest pochłaniana przez tradycyjny filtr barwny. Panasonic twierdzi, że zastosowanie tego rozwiązania pozwoliło na dwukrotne zwiększenie czułości matrycy, co mają ilustrować dwa zdjęcia znajdujące się na powyższym obrazku.
Producent nie określił jeszcze, kiedy rozpocznie seryjną produkcję nowego typu matrycy, jednak trzeba przyznać, że nowa technologia wygląda ciekawie i bardzo obiecująco.
Komentarz można dodać po zalogowaniu.
Zaloguj się. Jeżeli nie posiadasz jeszcze konta zarejestruj się.
Optyczne.pl jest serwisem utrzymującym się dzięki wyświetlaniu reklam. Przychody z reklam pozwalają nam na pokrycie kosztów związanych z utrzymaniem serwerów, opłaceniem osób pracujących w redakcji, a także na zakup sprzętu komputerowego i wyposażenie studio, w którym prowadzimy testy.
Dwu krotnie czulsza, czyli o 1EV? WOW!
Ciekawe! :)
Panasonic to była zawsze innowacyjna firma - szkoda że trochę podupadła ale z takimi technologiami może wkrótce wrócić na czoło.
PS. 1EV zysku to raczej nie jest mało.a teoretycznie jeszcze sporo więcej
Kibicuję temu. Jakkolwiek było już rozwiązanie chyba do kamer z lustrami. I się rozmyło. Oby tego nie spotkał podobny los.
@focjusz, zauważ że pomiędzy matrycami z filtrem Bayera występują duze różnice nawet 2EV przy podobnym zagęszczeniu pikseli. Zatem do jakich matryc odnosi się Panasonic, informując, że nowe dzieło ma być dwa razy czulsze? Jeśli do swoich dotychczasowych konstrukcji np GF 3 - 5,3EV, a GF 5 niechaj by miał 6,5 EV czyli tyle co E-PL5, to nadal po dodaniu tej jednej dzialki jest cienko w stosunku do średniej u innych. Przykladowo K-5 blisko 8 działek!
Dobrze że coś kombinuja bo taki Canon to dał "aż" 6,5 do 5D mk III ale nie widzę tu rewolucji i nie ma się czym chwalić jeśli nowa konstrukcja da to samo co stara w dobrym wydaniu :)
Jak jestem ciekaw jak nowa matryca będzie wyłapywała światło padające na detektor pod dużym kątem... Tutaj też może być dodatkowy zysk.
A co z czarnym krzemem, który miał być 100 razy czulszy na światło?
Swoją drogą chyba przyszły czasy wyczerpania się dotychczasowych technologii, w końcu Bryce Bayer nie zyje...
Ciekawe jak tam zMora na takich matrycach.
@czary - o czym Ty piszesz?
Technologia wyglada obiecująco, jakby "przesunąć" akceptowalną jakość zdjęć w D3S o 1EV do góry :D
@czary44 tu chodzi o zysk pozyskany z nowej metody działania, czy weźmiesz matrycę z filtrem Bayera słabej jakości czy najlepszej, nowa technologia pozwoli tej samej matrycy "wyłapać" 50% (a nawet 70%) więcej światła, tu chodzi tylko o filtrowanie barw. Tradycyjny Bayer działa w ten sposób że nad czerwonym subpikselem pochłania światło zielone i niebieskie, nad zielonym pochłania czerwone i niebieskie itd. Nowy "filtr" nie pochłania światła tylko je przekierowuje, każdą składową do odpowiedniego subpiksela - jednym słowem matryca ta sama co wcześniej ale dostanie całość światła które przeszło przez obiektyw.
herr3ro - sam bym lepiej tego nie ujal.
technologia dotyczy tego co jest nad warstwa elementow swiatloczulych. tak wiec nie ma znaczenia czy jest to sensor CMOS, czy CCD i o jakiej efektywnosci. po prostu zastosowanie spliterow powoduje ze do matrycy dociera wiecej swiatla
A może takie rozwiązanie, proponowane przez HTC wróci do łask, co za tym idzie temat znany z Foveona : link
@herr3ro: Niby tak ale patent należy do Panasonic więc raczej D3s z tą matrycą nie zobaczymy.
10 lat temu Nikon opatentował podobne rozwiązanie z lustrami dichroicznymi ale jakoś ani widu ani słychu o produkcji.
link
@Czytelnik2: właśnie to samo wczoraj pomyślałem, ale jakoś nie mogłem sobie przypomnieć gdzie o tym czytałem :) Swoją drogą ciekawe czy Nikon jednak wykorzystuje ten patent oraz na czym odrębność patentu Panas polega? Tak - wiem: "pomysłu" się nie patentuje tylko sposób jego realizacji ;)
Czyli dyfrakcja może być też przydatna :)
Ciekawe jaki jest układ tych mikrorozdzielaczy oraz co będzie z rozdzielczością...
Piszą, że można wykorzystać istniejący proces produkcji. Może rozwiązanie Nikona było zbyt kosztowne?
A może nie jest na razie tak bardzo potrzebne? Wystarczy dopracować elektronikę i jak na razie kłopotów z jakością nie ma. Oczywiście im mniejsze gabaryty samego sensora i więcej na nim pikseli tym większy problem z ilością pozyskiwanego światła (a to głównie ten patent "wspomaga") ale w dzisiejszych czasach "akceptowalnej" jakości obrazków z kompaktów dla większej rzeczy użytkowników + wizjach zejścia pod strzechy FF... Na pewno takie patenty to pozytywny PR ;)
@ rolech
"po prostu zastosowanie spliterow powoduje ze do matrycy dociera wiecej światla "
Do tej pory sądziłem że ilość światła jaka dociera do matrycy zależy od obiektywu :)
Co za postęp...
Rafiki | 2013-02-05 14:50:36
Wersja specjalnie dla Ciebie: "po prostu zastosowanie spliterow powoduje ze - mutatis mutandis - do matrycy dociera wiecej światla".
Bahrd
dziękuję
jak mówi pismo"nie po słowach, ale po owocach ich poznacie"
Ale owoce to już są :). Publikacja w Nature Photonics to 50 pkt według aktualnej ministerialnej punktacji. Bez znaczenia czy wejdzie do produkcji - już w tej chwili to jest solidna cegiełka w rozwoju tej dziedziny.
ale kolory na tych poglądowych samplach doskonale korespondują z treścią ;-)
sądząc po "rewelacjach" matrycy panasonika nie zdziwiłbym sie, gdyby ISO w nowej matrycy również zaczynało się od dwukrotnie większej wartości, czyli zamiast 160, 320 :).
@Rafiki: widzisz... takie Sony może opatentować usunięcie "lustra" w SLT w celu pozyskania większej ilości światła ;)
Nooo… Niech teraz Nikon też zrobi podobnie i wsadzi do D5. :)
Skoro nie można zastosować większej matrycy, niech chociaż będzie bardziej czuła. :)
stig,
Nie tak prędko. Najpierw muszą przetestować wynalazek na swoim aparacie a to zabierze sporo czasu, bo trzeba będzie rozwiązać jeszcze parę problemów jak np. stabilność w czasie, skuteczność w narożach. Siatka Bayera ma tą cenną właściwość, że uwzględnia maksimum czułości oka ludzkiego dla koloru zielonego, ponadto zmieniając gęstość i barwę filtra istnieje możliwość korekty czułości matrycy i przez to poprawienie jej S/N (jak w 7D). Przy obecnych osiągach parcie na dalsze poprawianie S/N jest już coraz mniejsze, chyba że w małych matrycach, gdzie jest jeszcze kiepsko z szumami.
To trochę tak jak z cudownymi lekami produkowanymi przez koncerny farmaceutyczne -- podleczyć pacjenta tylko tyle, żeby miał siłę ponownie wrócić do apteki. Spokojnie możemy nadal używać siatki Bayera a producenci już zadbają o ciekawe ficzery...
Mi to najbardziej przypomina technologię 3MOS z kamer Panasonica. Tam też jest zysk światła względem filtu Bayera, bo tam też światło jest rozszczepiane na 3 wiązki i każdy kolor idzie do odpowiedniej matrycy. Oczywiście rozwiązanie to dobre jest dla kamer z maciupkimi matrycami, bo umieszczenie 3 matryc nawet formatu mikro4/3 w jednej puszce i zachowanie sensownych rozmiarów jest dość trudne.
Zastanawia mnie tylko, dlaczego pomysłu z 3MOS nie zastosowano jeszcze w aparatach kompaktowych - przecież koszt samej matrycy to sprawa groszowa, a można wtedy konkurować jakością z foveonem i przebić go niskimi szumami w wyższych iso, z którymi nadal ta matryca ma problemy :)