Beeldsensor met quantumdots moet kwaliteit cameratelefoons verbeteren

Het bedrijf InVisage heeft een technologie aangekondigd die de kwaliteit van kleine beeldsensoren sterk zou verbeteren. QuantumFilm, gebaseerd op 'quantumdots', zou circa vier keer zo veel licht opvangen als bestaande chips.

Het grote probleem van de kleine beeldsensoren die worden gebruikt in bijvoorbeeld mobiele telefoons is dat ze weinig licht opnemen, aldus InVisage. Van al het licht dat op de lens valt, zou maar een kwart de beeldsensor bereiken. InVisage claimt dat het rendement met QuantumFilm kan worden opgeschroefd naar negentig tot vijfennegentig procent. Het bedrijf gebruikt daarvoor quantumdots in plaats van silicium als bronmateriaal.

De techniek vervangt niet de hele beeldsensor, maar alleen de laag die het licht opvangt. Bij de huidige sensoren bevindt die laag zich onderop, met daarboven de elektronica die nodig is om het opgevangen licht om te zetten in bruikbare data. Deze silicumlaag krijgt op deze manier weinig licht binnen. QuantumFilm kan als bovenste laag van een sensor worden ingezet, met de elektronica onderop. De quantumdots worden in vloeibare vorm als een coating over een chip uitgespreid en kunnen zo meer licht opvangen.

InVisage hoopt dat de eerste voorbeelden met deze technologie, waaraan al meer dan drie jaar wordt gewerkt, eind dit jaar van de band rollen. Producten met de technologie zouden in de zomer van 2011 op de markt kunnen komen. Het bedrijf richt zich aanvankelijk op cameratelefoons, maar geeft aan dat de techniek in principe op alle apparaten met een beeldsensor kan worden toegepast.

Reacties (40)

[djexplo]

Even opgezocht wat exact met 'quantumdots' werd bedoeld aangezien alle nieuws site het standaard bericht quoten:

The technology was developed by University of Toronto professor Ted Sargent. It involves suspending lead-sulfide nanoparticles in a polymer matrix to form a new class of semiconducting polymer.

Het grote voordeel van deze film, is dat je hem over de standaard c-mos censor heen kan aanbrengen, zonder dat er verder wat aan je productie proces hoeft te wijzigen. Dus goedkope uitbreiding.

Dit is waarschijnlijk ook ideaal voor de medische sector, waar röntgen straling om word gezet in laag energetische fotonen die weer omgezet worden in elektronen. Als je dit materiaal toepast kan je misschien de dosis bij CT en röntgen een stuk verkleinen zodat een scan minder gevaarlijk is voor de patient.

[Crackh34d]

Een quantumdot is (voor zover ik weet) het volgende:

Je hebt een laag metaal X, met roosterconstante (afstand tussen twee atomen) a. Daarbovenop groei je een laag van metaal Y, met roosterconstante b. Door de verschillende roosterconstanten ontstaat er spanning in het materiaal, waardoor er zich in de bovenste laag "bolletjes" van metaal Y vormen.

Een elektron in zo'n dot kan een potentiaal barriere voelen wanneer hij de quantumdot wil verlaten. Daardoor kun je quantummechanisch een kwantumdot een beetje als een atoom beschrijven (er komen geloof ik ook echt SPDF toestanden in voor). Het coole aan de techniek is dus dat je eigenlijk een soort kunstatomen maakt met andere elektronische eigenschappen dan bestaande atomen.

[Verwijderd]

Het blijft software matige verbeteringen. Echte goede kwaliteit heb je pas als je betere lenzen heb. Desondanks moeten we alle verbeteringen positief zien. Want vergeleken met paar jaar geleden zijn er weer stappen gemaakt.

[CARman]

Sja, deze is wel vrij kort door de bocht hoor !

Er wordt een aanpassing aan de sensor gedaan waardoor die veel lichtgevoeliger wordt. Pure hardware als je het mij vraagt. Bovendien kan deze techniek volgens de maker ervan later op alles wat een beeldsensor heeft worden toegepast.

Een simpel gegeven is al, dat hierdoor de beeldruis bij minderde licht omstandigheden omlaag kan, wat verder niets met je objectief te maken heeft. Natuurlijk heeft het ook met de lichtgevoeligheid van het objectief te maken, maar er zijn legio voorbeelden denkbaar dat je helemaal niet met een nog grotere lensopening wilt fotograferen, omwille van scherpte diepte ............ dus een 2.8 objectief is ook niet voor elke foto met zijn maximale lichtgevoeligheid inzetbaar.

Juist dan heeft de verbetering van de sensor veel meer positive invloed op het resultaat, dan alles maar te gooien op de kwaliteit van het objectief. Je moet de dingen wel in de juiste relatie tot elkaar zien. Tuurlijk maakt een DSLR betere foto's dan een telefoon, zou een grove schande zijn als het niet zo was. Maar dat heeft ook te maken met onder andere de grootte van de sensor in combinatie met nog heel veel andere factoren, want ook de software van een DSLR mag je vast wel betitelen als superieur ten opzichte van die van je telefooncam.

[citruspers]

Een paar aantekeningetjes:

Bij spiegelreflexen zou je compleet gelijk hebben qua scherptediepte, maar bij een telefoon is de sensor ontzettend klein, waardoor je scherptediepte erg groot wordt. Het is daarom niet zo'n probleem om een landschap te fotograferen en toch alles scherp te hebben. Sterker nog, de eerdere cameratelefoons hadden geeneens autofocus, omdat het hele bereik binnen de scherptediepte zat!

Het grote voordeel is gewoon dat de gevoeligheid 4x (2 stops) omhoog gaat. Dus met weinig licht kan je 4x hogere sluitertijden halen, of het bereik van je flitser vergroten door de ISO op te schroeven. Beiden zeer handig, aangezien LED flitsers nog steeds veelvoorkomend zijn.

En ja, een DSLR is absoluut beter in kwaliteit. Alleen de uitleeselektronica al, die zit bij een CMOS DSLR al op de chip zelf, en bij een CCD niet. Daarbij is de beeldprocessor van een DSLR vaak krachtiger dan de hoofdCPU in jouw mobieltje, en ga ik er vanuit dat het algoritme ook wel wat beter is. Daarbij is hij ook nog eens sneller en...en....je begrijpt wel wat ik bedoel.

Helaas weegt mijn spiegelreflex 1.2 Kilo, en een lens voegt daar nog wel wat aan toe. Needless to say, ik heb niet altijd een DSLR bij me. En juist voor die momenten vind ik het toch zeer prettig om een redelijk presterend mobieltje te hebben.

"De beste camera is de camera die je bij je hebt" -Chase Jarvis, pro fotograaf

[Sibylle]

uhm, weet je wel waar je over praat?
Het grootste probleem bij de cameras in een telefoon, is dat er zeer weinig licht valt op de sensor, dit door kleine en slechte kwaliteit lenzen.

Dit weinig licht zorgt dwingt hoge iso-instellingen en (dus) veel ruis. Als een ander soort sensor wordt ontwikkeld (zoals deze dus) die minder licht nodig heeft, is dat dus een equivalent aan 'grotere lenzen'.

Dan blijft de discussie over 'slechte' en 'goede' lenzen die je aanzwengelt over, maar die is geheel niet van toepassing op dit artikel, en verschilt van model tot model bij fabrikant tot fabrikant.

Bottom line:
Er is een nieuw soort sensor die minder licht nodig heeft, waardoor met dezelfde lenzen beter kwaliteit gehaald kan worden. Dit is equivalent aan grotere lenzen bij de huidige sensoren.
Als je het verschil tussen software en hardware moeilijk vind, raad k aan google te gebruiken bij het opzoeken van de definities.

[maceddy2004]

Euh, een laag wat erop gespreid wordt vloeibaar, lijkt mij niet echt softwarematig....

(excuses voor de belabberde zinsopbouw)

[Sibylle]

Dit is gewoon hardware vervangen, en heeft niks te maken met software.

[page404]

ik heb de indruk dat de sensor (icm de lichtsterkte van de lens) de belangrijkste beperkende factor is op dit moment. dus het verhogen van het rendement van het gehele systeem is een interessante stap. Dat de meest voor de hand liggende optie eerder het verbeteren van de optiek van de lens zelf zou zijn, ben ik met je eens. maar het is altijd beter dan echt softwarematige oplossingen.

[Ducky.nL]

Waarom is dit bericht nou niet weggemod? Dit is toch wel één van de domste comments op tweakers .

[Verwijderd]

Die factor 4 die voorspelt wordt is volstrekt onrealistisch.

Het probleem dat de elektronica bovenop de sensor zit, wordt momenteel al op een andere manier opgelost, namelijk via microlenzen. Die zorgen er voor dat het licht gecontreerd wordt op de openingen tussen de elektronica banen, en het niet op de electronica terecht komt. Daardoor dat je tegenwoordig maar heel weinig licht verliest. (Het ruis voordeel van de Canon EOS 50D t.o.v. de 40D is bijvoorbeeld puur en alleen toe te schrijven aan de hogere dekkingsgraad van de micro-lenzen.)

Om een eerlijke vergelijking te maken, moet je natuurlijk met een dergelijke sensor vergelijken, en niet met een pre-historische zonder microlenzen. Verder is men ook al druk bezig met back-illuminated systemen voor kleine sensors, waarbij het probleem uberhaupt al opgelost is...

Ik ben bang dat de huidige techniek ze al ingehaald heeft...

[Condor70]

Dat werkt bij een grote DSLR sensor, maar het gaat niet op voor een kleine sensor, zoals die gebruikt worden in compactcamera's en GSM's (bron).

[Ayporos]

Je mist het punt VOLLEDIG.

Er is een hele goede rede dat ze zeggen deze techniek toe te willen passen in TELEFOON cameras.

Dat jou x duizenden euro camera een effectieve (dure) sensor heeft die weinig last heeft van het feit dat de electronica bovenop zit betekent niet dat dit soort 'oplossingen' ook toepasbaar zijn bij de miniscule en/of goedkope sensors in telefoon cameras.

De voornaamste rede dat dit dus WÈL interessant is lijkt mij dus het feit dat deze techniek toepasbaar is bij kleine sensoren en dat hij goedkoop(er) is.

Ik weet niet of zulk soort sensoren (inclu micro lenzen) beschikbaar zijn voor kleinere telefoon cameras en of deze een beetje prijs/kwaliteit schaalbaar zijn voor wat mensen willen betalen voor een telefoon en wat ze ervan verwachten, maar ik denk toch wel dat je iets vrij belangrijks over het hoofd ziet.

[bbob]

Het punt waar het om gaat is idd of deze techniek er voor kan zorgen dat bijv een full frame dlsr sensor vervangen kan worden door eentje die half zo groot is en toch dezelfde kwaliteit geeft qua scherpte iso waardes enz.

Bij sensors is het idd zo groter is vaak beter en wie weet met een nieuwe techniek kan de helf kleiner even goed zijn als oude techniek groter.

[AndreStarTrek]

Ik zie de DSLR al komen met 12.800 - 25.600 ISO waardes

Weg met de flitser.

[Reactie gewijzigd door AndreStarTrek op 26 juli 2024 09:14]

[majic]

Welkom in 2008 ! De D700 heeft uitstekende ISO 12,800 prestaties die tot grote formaten professioneel afdrukbaar en inzetbaar zijn.

Een D3s bied een zeer mooie ISO 25,600 en zelfs de 51,000 is met enige voorzichtigheid en nabewerking zeer fraai te noemen.

Ga je hem nu kopen ?

[AndreStarTrek]

Ah dat wist ik niet, ik dacht dat we niet verder waren gekomen dan 6400. Maar dan zouden we tegen die tijd dus 102.400 ISO DSLRs moeten gaan krijgen. Als je dan nog een flitser nodig heb dan lig je onder de grond begraven.

Maar dan wacht ik nog even tot die er zijn

[Zoijar]

Een flitser wordt ook gebruikt om shaduwen weg te flitsen; in dat geval helpt een hoge ISO waarde niet echt. Maar het is natuurlijk een mooie vooruitgang. Niet hoeven flitsen geeft vaak veel sfeervollere fotos. Misschien maar eens een nieuwe body kopen

[Reactie gewijzigd door Zoijar op 26 juli 2024 09:14]

[ktf]

In plaats van invulflits kun je ook aan de HDR fotografie gaan. Ik heb zelf ook een hekel aan flitsen, maar invulflitsen komen vaak goed van pas.

Overigens denk ik dat dit weinig effect op DSLRs gaat hebben, er zijn al sensoren die op elke pixel een miniscuul lensje hebben om hetzelfde te bereiken, namelijk dat het licht dat op de randen rondom het lichtgevoelige materiaal zou vallen wordt gefocust. Dure (grote) sensors zijn zowiezo al veel efficienter, ik denk niet dat daar nog veel uit te halen valt met dit systeem.

edit: typo

[Reactie gewijzigd door ktf op 26 juli 2024 09:14]

[MRTNbos]

Als al deze dure sensoren op dezelfde manier zijn opgebouwd waar het artikel het over heeft, dan verwacht dat het ook bij deze dure sensoren nog verbeterd kan worden.

Het grote argument wat aangedragen wordt is dat blijkbaar bij de "ouderwetse" manier de electronica tussen de lens en het lichtgevoelige materiaal zit. Met de nieuwe techniek is dat precies andersom.

En mocht het zo zijn dat men bij dure camera's hetzelfde kan bereiken met bijv miniscule lensjes, dan nog kan ik me indenken dat deze techniek hetzelfde kan bieden tegen een veel lagere prijs. (Zelf denk ik dat het probleem bij de bron aanpakken vrijwel altijd beter uit zal pakken dan symptoombestrijding)

[citruspers]

Volgens mij gaat het hier over 2 dingen. Die miniscule lensjes zijn de zogeheten "gapless microlenses". Deze zorgen ervoor dat licht wat eigenlijk op de randen van de pixels zou vallen, in de zogeheten "well" valt (dus in feite de pixel vult).

Het idee achter de quantumsensor is het plaatsen van de elektronica achter de sensor, in plaats van daarvoor, iets wat volgens mij ook al gebeurt in bepaalde Sony camera's (alleen noemen die het ExmorII backside-illumination of iets in die richting).

Ik ben geen sensor-ontwerper dus ik weet niet of beide te combineren zijn maar als dat zo is kunnen we mooie dingen gaan verwachten in de fotografie

[starfight]

Maar dan zouden we tegen die tijd dus 102.400 ISO DSLRs moeten gaan krijgen

Die zijn er ook al:P
link: http://gizmodo.com/5481226/nikon-d3s-review-a-light-stalker

[Verwijderd]

Je realiseert je hopelijk dat die ISO getallen helemaal niets zeggen over de gevoeligheid van de sensor? Het is gewoon een vermenigvuldigingsfactor... Niets meer, niets minder.

[PPie]

Die ISO 102400 is er ook al: De Nikon D3s.
En de plaatjes zijn niet eens echt slecht, het lijkt zelfs dat ze beter zijn dan mijn Nikon D40 op ISO 3200!
Mjam.
(Krijg je straks: Klik! Hee, leuke foto... Ehh, je bent de lensdop vergeten!... Oh? )

[Aham brahmasmi]

Ik zie de DSLR al komen met 12.800 - 25.600 ISO waardes

Weg met de flitser.

Een gevoeliger sensor (hoge ISO) is geen vervanging voor een flitser. Met flitsers heb je controle over allerlei aspecten van de verlichting en verhouding tussen flitslicht en omgevingslicht. Zonder flitser heb je alleen omgevingslicht.

[ProfPi]

Die ontwikkeling van backside illuminated sensors is al een tijdje op gang en daar doen grote spelers aan mee. Hier is nog wel een stap in lichtgevoeligheid te maken.

Wat betreft de quantum-dots salespitch van InVisage: laat ze eerst nu maar met een product komen en dan kijken we wel verder. Misschien heeft deze techniek op papier een geweldige lichtgevoeligheid, maar lukt dit ook nog op grotere schaal in een commercieel toepasbare sensor? Hoe veel defecte sensors creeren ze, en wat worden de kosten?

[Condor70]

Er zijn zelfs al fototoestellen met een backside illuminated sensor in productie (zie Sony brengt eerste compactcamera's met Exmor R-sensor uit).

[Verwijderd]

Goed nieuws zeker als je kijkt hoeveel gebruik er gemaakt wordt tegenwoordig van filmpjes en foto's via de gsm. Ik vind de kwaliteit op zich nu al best aardig onder lichte omstandigheden. Bij situaties met weinig licht is het een ander verhaal, dan zijn telefooncamera's gewoon onbruikbaar. Misschien dat er met deze quantumdotser dan toch nog iets van een foto gemaakt kan worden.

[GamingZeUs]

Dus als ze daar nouw eens zonnepanelen van maken? Vangen die dan ook veel meer licht?

[Aham brahmasmi]

Dus als ze daar nouw eens zonnepanelen van maken? Vangen die dan ook veel meer licht?

Nee, want zonnecellen hebben heel grote "pixels" en daarom praktisch geen hinder van bedrading die licht tegenhoudt. Een camerasensor is sowieso nauwelijks te vergelijken met een zonnecel. Licht wordt in elektrische lading omgezet en daar houdt het wel mee op.

[pnieuwla]

Ja, daar wordt op dit moment aan gewerkt
Zie hier

[bbob]

Klinkt mooi nu nog kijken hoe goed de verbetering in de praktijk is.

[RHochstenbach]

Op een mobiele telefoon kan je geen lens van een gewone digitale camera gebruiken, want die behuizing zou nooit zo'n zware lens kunnen vasthouden. Dus het moet maar met de hardware achter de lens verbeterd worden.

[Verwijderd]

Zou wel wat wezen voor op bijvoorbeeld de Hubble telescoop.....nog mooiere beelden dan dat het nu al produceert