Vergeet Bayer en X-Trans: microsplitters zijn de toekomst

jesse kraal 1824
Sensoren met kleurlensjes zullen snel tot de geschiedenisboeken worden verbannen, althans, dat doet een uitvinding van Panasonic vermoeden. Door het gebruik van microsplitters in plaats van kleurlensjes gaat er veel minder licht verloren. Gevolg: ruim een stop betere lichtgevoeligheid.

Doordat op een gewone sensor voor elke pixel een heel klein kleurlensje zit, gaat er een hoop licht verloren voordat dit de sensor bereikt. Rode kleurlensjes laten bijvoorbeeld alleen rood licht door, blauw en groen licht wordt tegengehouden. Dat geldt natuurlijk ook voor de andere kleuren, een flink deel van het licht wordt dus niet doorgelaten.

Microssplitters
Microsplitters zijn de oplossing volgens Panasonic. Per vier pixels zijn er twee splitters, een voor blauw en een voor rood.

Microsplitters

Bij Panasonic zijn ze gaan nadenken over een oplossing waarbij zo min mogelijk licht tegengehouden wordt. Microsplitters zijn het antwoord: microscopisch kleine deflectoren die licht van verschillende golflengtes (en dus kleur) een andere kant op sturen. Daar schreven we in februari ook al over, nu is er meer bekend over hoe Panasonic deze techniek toepast.

Zo zijn er microsplitters die het rode licht op een naastgelegen pixel laten vallen terwijl het groene en blauwe licht (samen cyaan) wordt doorgelaten. Ook zijn er microsplitters die het blauwe licht afbuigen en alleen rood en groen licht (samen geel) doorlaten. Uiteindelijk bereikt dus vrijwel al het licht een pixel, waardoor de gevoeligheid van de sensor een stuk hoger komt te liggen.

microsplitters
Het licht dat op de verschillende pixels valt is niet van één kleur, maar een product van meerdere kleuren.

Rekenen

Door per vier pixels twee microsplitters te gebruiken, krijg je een verdeling van cyaan, geel, rood + wit en wit + blauw. Door hier vervolgens een formule op los te laten, kun je de RGB-waarden uitrekenen. Vooral om tot een groen-waarde te komen moet er flink worden gerekend, toch is de sensor nog altijd twee keer zo gevoelig voor groen licht als voor blauw en rood.

Microsplitters
Met optellen en aftrekken kun je uitrekenen wat de waarde voor elke primaire kleur moet zijn.

Sensorformaat

Hoewel Panasonic aangeeft dat deze techniek gebruikt kan worden op zowel cmos- als ccd-sensoren, is het nog afwachten of het ook toe te passen is op sensoren van verschillend formaat. Vooralsnog zien we in de schematische tekeningen een pixelpitch vermeld van 1,43 micrometer. Ter vergelijking: een Panasonic LX7 met een 10 megapixel 1/1,7-inchsensor zit op 2,04 micrometer. De FZ200 heeft een kleinere 1/2,3-inchsensor en een resolutie van 12,1 megapixels wat resulteert in een pixelpitch van 1,53 micrometer. Mocht de techniek zijn weg naar een camera vinden, dan ligt een 1/2,3-inchsensor dus het meest voor de hand, alhoewel ook grotere sensoren met een hogere resolutie mogelijk zijn. Of sensoren met een grotere pixelpitch ook mogelijk zijn, blijft nog gissen.

Video

DigInfo TV bezocht een lab van Panasonic om wat meer uitleg te krijgen over de nieuwe technologie. Dat leverde een interessante video op, waar onder andere bovenstaande schematische tekeningen uit komen.

afbeelding van jesse kraal
Door: Jesse Kraal

Jesse Kraal | Fotograaf

Jesse werkte drie jaar lang als redacteur bij DIGIFOTO Pro, naast zijn werkzaamheden als fotograaf. In de zomer van 2013 heeft hij zijn opleiding Fotografische vormgeving aan de Fotovakschool afgerond. Sinds mei 2014 is hij volledig voor de fotografie gegaan en werkt hij fulltime als zelfstandig ondernemer.

Voor meer informatie en foto's: www.jessekraal.nl

Twitter

Bekijk alle artikelen van Jesse

afbeelding van peter w

baaie interessant,
maar uh... "vergeet Bayer"...
Als je uiteindelijk gescheiden kleurenpixels hebt - dat is hier het geval -, dan heb je toch weer een filter met bayer-trekjes nodig om die samen te voegen tot een jpeg-pixel met zowel een rood-, groen- als blauwwaarde RGB. De detail-winst die sigma's foveon biedt heb je hier niet.

afbeelding van jesse kraal

Ja, uiteindelijk zul je toch weer moeten interpoleren om tot een afbeelding te komen. Dat probleem zul je vooralsnog wel houden met enkellaags kleursensoren. Qua kleurverdeling toont deze sensor inderdaad wel overeenkomsten met het Bayer-patroon, maar zonder kleurlensjes dus.

Of een X-Trans-achtige verdeling ook mogelijk is, dat is een vraag voor een wiskundige. Het algoritme om de kleurwaarde per pixel te berekenen, wordt dan nog een behoorlijk stuk complexer of wellicht zelfs onmogelijk(?)