Panasonic vervangt kleurenfilter bij beeldsensors door 'microprisma's'

Panasonic heeft nieuwe technologie ontwikkeld om beeldsensors lichtgevoeliger te maken. Daartoe vervangt het Japanse bedrijf het gebruikelijke Bayer-kleurenfilter door een laag met 'micro color splitters', die als miniscule prisma's fungeren.

Bij conventionele beeldsensors laat een kleurenfilter de juiste kleur licht door naar het lichtgevoelige oppervlak van de subpixels. Een nadeel hiervan is dat dit kleurenfilter vijftig tot zeventig procent van het invallende licht blokkeert nog voordat dit het sensoroppervlak bereikt. Panasonic zegt nu nieuwe technologie te hebben ontwikkeld die de functie van het kleurenfilter overneemt, maar waarbij meer licht wordt doorgelaten.

Om de kleuren te scheiden, maakt Panasonic bij zijn technologie gebruik van een transparant materiaal met een hoge brekingsindex, dat dunner is dan de golflengte van het licht. Door het verschil in brekingsindex met het dragermateriaal treden volgens Panasonic diffractie en kleurscheiding op. Door optimalisatie van een aantal variabelen is volgens het bedrijf een efficiënte scheiding van het licht in een specifieke kleur en zijn complementaire kleur mogelijjk, waarbij slechts zeer weinig lichtverlies optreedt.

Vanwege het overlappende karakter van het gesplitste licht van de micro color splitter moest Panasonic een nieuwe pixelconfiguratie ontwerpen om een precieze kleurreproductie te kunnen garanderen. Aan de hand van een algoritme kunnen dan de rgb-kleuren afgeleid worden. Panasonic heeft hiervoor onder meer een nieuwe, snelle methode gevonden om de golfbewegingen van licht met grote precisie te analyseren en te berekenen.

De nieuwe techniek, beschreven in een Nature Photonics-artikel van 3 februari, levert volgens Panasonic een beeldsensor op met een lichtgevoeligheid die tweemaal zo hoog is als bij een conventionele Bayer-sensor. De micro color splitters kunnen via huidige halfgeleidertechnologie geproduceerd worden en de technologie kan gebruikt worden bij zowel ccd- als cmos-sensors.