Aktualności

Panasonic prezentuje “Micro Color Splitters” - technologię podwyższającą czułość matrycy

Ocena użytkowników:  / 0
SłabyŚwietny 

Panasonic opracował metodę zwiększenia czułości matryc - proponując "Micro Color Splitters" zamiast tradycyjnych filtrów RGGB pokrywających fotoelementy.
Zamiast filtrów R,G i B zastosowane będą splittery barw - przypominające mikro-pryzmaty rozszczepiające światło na barwy.


Jednym z największych problemów technologicznych twórców matryc dla aparatów cyfrowych jest ograniczona ich czułość na światło. Wydawałoby się, że ostatnie propozycje Fuji i Sony zbliżają powoli technikę do granic fizycznych możliwości, tymczasem Panasonic Corporation opatentował własna technologię. Czy jest ona alternatywą mogącą konkurować np. z X-trans? 

Aby umożliwić prawidłowe odtwarzanie barw na powierzchni każdego elementu sensora musi być umieszczony jeden maleńki barwny filtr: czerwony, zielony lub niebieski (Red Green Blue).
Oddanie pełnej palety barw w aparacie cyfrowym umożliwia kombinacja udziału sygnału elektrycznego z tych trzech elementów.
W praktyce dla barwy zielonej najczęściej stosuje się parę fotoelementów, tak więc dzięki informacji z czterech fotoelementów (pikseli) R.G.G.B można osiągnąć każdy możliwy kolor.
Filtry barwne mają to do siebie, że zatrzymują część przepuszczonego przez nie światła. 
Inaczej mówiąc zastosowane barwniki i przeźroczysty materiał ich nośnika nie są w 100% przepuszczalne dla barwy, którą filtrują. Pozostałe niekorzystne barwy zostają przez miktofiltr pochłonięte.
Tak więc do każdego fotoelementu matrycy znajdującego się pod którymś z filtrów RGB docierało do tej pory mniej niż 1/3 energii światła. 
Istnieje jeszcze inny problem - filtry barwne nie posiadają doskonałej „chromacji”, czyli nie filtrują czysto, niestety inne barwy też przenikają w niewielkim procencie.
Również część światła, zamiast przechodzić przez filtry, odbija się od ich błyszczącej powierzchni, oświetlając nieco wnętrze aparatu. To światło powraca na sensor, odbijając się też od wewnętrznej soczewki obiektywu. Co prawda dobre wyczernienie wnętrza i powłoki antyodblaskowe pochłaniają to szkodliwe światło, jednak nie w 100%.
Tak powstaje cały zespół niekorzystnych efektów ubocznych powodujących spadek czułości sensora i jakości sygnału. Ale i sam sensor nie jest doskonały i nie zadziała w ogóle, kiedy porcja energii padającego światła jest zbyt mała. Czyli kiedy jest zbyt ciemno lub/i powierzchnia piksla jest zbyt mikroskopijna.

Panasonic Corporation wykorzystał od dawna znaną technikę, wykorzystującą długość fali dla określonej barwy i opracował rozdzielacze koloru przechwytujące prawie cale światło docierające do sensora – zjawisko polegające na interferencji śwatła.
Postaram się w sposób dostępny wytłumaczyć zjawisko.
Czy widzieliście kiedykolwiek barwne plamy benzyny na kałuży na terenie stacji benzynowej?
Warstewka benzyny jest tak cienka, że osiąga grubość mniejszą od długości fali. I choć sama benzyna jest prawie przezroczysta przy takiej warstewce, to widzimy wyraźnie kolory.
To znane zjawisko wykorzystano przy produkcji barwnych filtrów do głowic powiększalników,
W próżni na bezbarwne płytki szklane naparowywano nieznaczną warstwę np. metalu, czasem kilka warstw. Warstewka była tak cienka, że przepuszczała światło, ale jedynie długości fali określonej barwy. Pozostała część światła była odbita. Można tak wykonać bardzo sprawne filtry, ale co począć z odbitym światłem?   
Otóż, kiedy oglądamy taki filtr dichroiczny powiększalnika, czy innego przyrządu optycznego, to widzimy, że posiada dwa kolory – jeden, kiedy patrzymy na światło przechodzące, a przeciwny do niego kolor, kiedy obserwujemy światło w nim odbite.
Mówiąc obrazowo, kiedy warstewka benzyny mieni się nam odbitym niebieskim kolorem – stawiam konia z rzędem, że przepuszcza w tym miejscu tylko światło żółte. Asfalt jest czarny i pochlania to żółte światło, więc widzimy tylko piękny odbity błękit. Wiecie, co byłoby, gdyby asfalt był czysto biały? - Zgadnijcie sami.

Inżynierowie Panasonica postanowili wykorzystać to odbite światło, które dotychczas się marnowało. Zrobili to za pomocą splittera optycznego (takiego, który wykorzystuje zjawisko dichroiczne) kierującego każde „zmarnowane” odbite światło barwne na sąsiednie fotoelementy, aby je przechwyciły. Wszystko, o czym wspominałem dzieje się w samym splitterze, więc dodatkowe filtry na „pikselach” nie są już konieczne.

Domniemanie działania na podstawie opisu ze strony internetowej Panasonic Corporation: http://panasonic.co.jp/corp/news/official.data/data.dir/2013/02/en130204-6/en130204-6.html

Jak widzimy na rysunku prawym, udostępnionym przez Panasonic Corporation, środkowy fotoelement pobiera całe światło „W”– pełne jego spektrum RGB, ale otrzymuje ze splittera (Deflectora SiN) dodatkową barwę czerwoną „+R” (na rysunku W+R biały+czerwony).

Dzięki różnicy energii sygnału pomiędzy fotoelementami można określić wartość R pochodzącego ze splittera W-R. Znając wartość W można poznać wartość R.
Natomiast białe światło W zawiera w sobie 2 x R (swoje własne i pochodzące z splittera) i dodatkowe barwy G i B. Ich udział procentowy można też określić na zasadzie różnicy sygnałów W, W+R i W-R (minus jakieś stałe straty fizyczne) = GB.

Z powyższego rysunku nie wynika: jakie rozwiązanie dla G i B przyjął Panasonic, a jedynie wyjaśniona jest idea separacji dwóch kolorów - czerwonego i cyjan. 
Uwaga do rysunku: – W-R to cyjan, a nie niebieski jak by się zdawało - czyli to kolor G + B.
Tak więc istnieje konieczność dodatkowej separacji barwy.

Z powyższych rozważań wynika wzrost czułości takiej matrycy o ok 100%, (jedna wartość przysłony).

Źródło: http://panasonic.co.jp/corp/news/official.data/data.dir/2013/02/en130204-6/en130204-6.html


Dodaj komentarz

Kod antyspamowy
Odśwież

Czytaj więcej

Warsztaty fotografii…

Studio Huśtawka i Olek Iwaszkiewicz zapraszają na warsztat: „Fotografia produktowa...

Fujifilm rozszerza o…

Fujifilm informuje o wprowadzeniu na rynek nowych obiektywów - Fujinon...

„Efekty uboczne” Kac…

Kacper Kowalski to fotograf znany z wysmakowanych estetycznie fotografii z...

Zdjęcia

Forum

Sylwetki

Rafał Kapica

Rafał Kapica

"Taki tam sobie zakręcony człowieczek."      

Arkadiusz Kucharski

Arkadiusz Kucharski

"...później pokochałem fotografię. Czy z wzajemnością nie ma pewności..."      

Tadeusz Wróbel

Tadeusz Wróbel

"Długie godziny w ciemni akademika nad odbitkami cz-b. eksperymenty z sepią..."        

Reklamy Google