Panasonic ontwikkelt drielaagse bsi-beeldsensor

Panasonic heeft in Japan een patent aangevraagd op een bsi-beeldsensor met drie op elkaar gestapelde kleurlagen per pixel. De technologie zou een betere kleurreproductie bieden dan een Bayer-ontwerp.

Beeldsensoren met drie boven elkaar geplaatste lichtgevoelige kleurlagen zijn niet nieuw. Foveon, nu onderdeel van Sigma, heeft al een dergelijke beeldsensor die onder meer gebruikt wordt in de nieuwe Sigma DP15-dslr en de DP1/2-compactcamera's. Ook Canon gebruikt voor een nauwkeuriger belichtingsmeting gestapelde kleurgevoelige lagen in de rgb-sensor van de EOS 7D-dslr.

Wel nieuw is dat het patent van Panasonic een zogeheten backside illuminated-ontwerp beschrijft, waarbij de bedradingslagen zich achter de fotodiodes bevinden. Hierdoor gaat minder licht verloren, waardoor de sensor betere ruisprestaties zou kunnen leveren.

Ook wordt in het Japanse patent specifiek genoemd van welke materialen de lichtgevoelige en de scheidingslagen zijn gemaakt en welke dikte ze hebben. De patentaanvraag is in december 2008 ingediend en eerder deze maand gepubliceerd, zo ontdekte het Japanse weblog Egami.

Aangezien backside illumination vooral kleinere beeldsensors een relatief grote toename in lichtgevoeligheid biedt, is de verwachting dat de nieuwe technologie, als deze het proefstadium tenminste ontstijgt, in eerste instantie vooral voor het compactcamerasegment zal worden gebruikt.

Reacties (34)

[Verwijderd]

Zo zie je toch dat het Foveon alles behalve een slecht idee had met hun X3 sensor.

Dadelijk zullen andere merken waarschijnlijk met eer strijken.

Ik vind dat Panasonic dit patent niet toegewezen zou moeten krijgen puur omdat het te veel lijkt op het idee van Foveon.

Momenteel is de Sigma SD15 te koop, met wat prijzen. Dan kun je deze technologie direct gebruiken. Deze camera is veel sneller dan de SD14 door de True II Image processing engine.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 05:39]

[bbob]

Gelukkig mag jij vinden wat je wilt en bepalen experts aan de hand van technische informatie of de aanvraag ook zal worden toegekend.

Een patent heeft pas kans van slagen als het nieuw is en dus zal pansoic wel iets anders doen dan foveon.

Met de eer strijken heeft het ook niet te maken. Veel fabrikanten maken gebruik van elkaars patenten het is een soort kaartspel, mag ik van jou dit kan krijg jij van mij dat.
als je niets kan aanbieden moet je gewoon licentiegeld betalen om van de techniek gebruik te kunnen maken.

Maar ga je nu kijken naar de praktijk en testen van camera's dan zie ik de sigma met deze techniek nog niet met kop en schouders boven de rest uitsteken.

[Aham brahmasmi]

Zo zie je toch dat het Foveon alles behalve een slecht idee had met hun X3 sensor.

Hoe kun je dat nou zeggen als er nog helemaal niets bekend is over de daadwerkelijke prestaties van Panasonic's ontwerp. Het valt nog te bezien of het inderdaad "alles behalve slecht" is.

[Verwijderd]

Misschien een idee voor Tweakers, de Tweakers leesbril?

Hoe kun je dat nou zeggen als er nog helemaal niets bekend is over de daadwerkelijke prestaties van Panasonic's ontwerp. Het valt nog te bezien of het inderdaad "alles behalve slecht" is.

Ik zeg:

Zo zie je toch dat het Foveon alles behalve een slecht idee had met hun X3 sensor.

Ik heb het helemaal niet over de kwaliteiten van de Panasonic versie dit type sensor, dat weet ik inderdaad niet. Maar het is waarschijnlijk wel zo dat Panasonic dit ook als een interessant idee gezien hebben. Anders hadden ze er geen R&D capaciteit ingestoken.

[Aham brahmasmi]

Maar het is waarschijnlijk wel zo dat Panasonic dit ook als een interessant idee gezien hebben. Anders hadden ze er geen R&D capaciteit ingestoken.

Nou en? Daarmee vind het nog te vroeg om er het oordeel "alles behalve slecht" op te plakken.

[Crazy Harry]

Hij zou te koop moeten zijn. Maar probeer maar eens überhaupt een fotozaak in Nederland te vinden die Sigma DSLR's verkoopt...

[BeosBeing]

Tja, van de merken Canon, Nikon en Sony hebben de meeste fotozaken er tegenwoordig slechts twee: Soms ontbreekt Nikon, soms ontbreekt Sony en soms ontbreekt Canon.

Van merken als Pentax, Olympus, Panasonic hebben ze meestal alleen de compactjes.
Zelfde geld ook voor andere merken, als ze die überhaupt al hebben.

Mensen in Nederland willen éénheidsworst, en dat is precies wat ze krijgen. Tijd voor iedereen die afwijkt om in een instelling te gaan zitten of het land te verlaten..

[mjtdevries]

Zo zie je toch dat het Foveon alles behalve een slecht idee had met hun X3 sensor.

Het idee lag natuurlijk ook nogal voor de hand.

Het is een rechtstreekse vertaling van de oude kleurennegatief film (die ook meerdere lagen had) naar een digitale sensor.

Waarschijnlijk hebben alle fabrikanten eerst die optie bekeken voor ze tot de conclusie kwamen dat een bayer array sensor op dat tijdstip een veel verstandiger keus was.

[oXygeN]

En jij bepaalt dat panasonic dit patent niet toegewezen mag krijgen omdat jij allebei de octrooiaanvragen inhoudelijk bestudeerd hebt?

[Verwijderd]

En jij bepaalt dat panasonic dit patent niet toegewezen mag krijgen omdat jij allebei de octrooiaanvragen inhoudelijk bestudeerd hebt?

Lezen a.u.b.

Ik zeg namelijk "ik vind" c.q. ik geef mijn mening.

Mijn mening is dat: Het basis idee het zelfde is.
Panasonic heeft IMO wat finetuning gedaan voor zover ik kan zien met bestaande technologieën zoals:
SOI(Silicon On Insulator).
Mogelijk met een ander halfgeleider materiaal en doteringen met andere elementen en hoeveelheden .
Als ze al een patent toegewezen krijgen vind ik dat dit Panasonic nog steeds patent plichtig is naar Sigma/Foveon toe.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 05:39]

[oXygeN]

En ik vind dat je dat niet kan vinden zonder dat je je inhoudelijk in beide zaken hebt verdiept.

Mocht het zo zijn dat et patent inbreuk maakt op dat van Sigma/Foveon OF dat Sigma/Foveon ergens al uberahaupt ergens zoiets heeft gepubliceerd dan zal het patent nooit in deze vorm verleend worden maar slechts op een deel van de claims. Verder zal Sigma/Foveon tijdens de verleningsprocedure al een inbreukzaak moeten starten als ze vinden dat dit zo is.

[Verwijderd]

Mocht het zo zijn dat et patent inbreuk maakt op dat van Sigma/Foveon OF dat Sigma/Foveon ergens al uberahaupt ergens zoiets heeft gepubliceerd dan zal het patent nooit in deze vorm verleend worden maar slechts op een deel van de claims. Verder zal Sigma/Foveon tijdens de verleningsprocedure al een inbreukzaak moeten starten als ze vinden dat dit zo is.

Je werkt bij het Japanse patent bureau?

Pot verwijt ketel... ?
Ik "vertel" het als mijn mening jij brengt het als de absolute waarheid, die je ook niet in pacht hebt.

Ik weet niet hoe nauwkeurig het patent bureau in Japan is maar in de VS zijn patenten op basis van prio act ongeldig verklaard.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 05:39]

[oXygeN]

Ik zit (nouja, zat) er vermoedelijk dichter bij dan jij...

Prior ART is zeker van belang, dat is precies waar ik het in mijn vorige post over had.
Kwestie is wel dat nieuwheid goed onderzocht moet worden maar er moet ook actief door de tegenpartij worden geprocedeerd als zij denken dat het al bekend is/inbreuk maakt.

Nog een vraag... hoe bepaal jij of ik de absolute waarheid in pacht heb ja of nee als je zelf slechts een mening er over hebt zonder enige vorm van onderbouwing?

[Verwijderd]

Nog een vraag... hoe bepaal jij of ik de absolute waarheid in pacht heb ja of nee als je zelf slechts een mening er over hebt zonder enige vorm van onderbouwing?

Het is puur de schrijfwijze in dit geval.

1) Ik vind/ik denk dat Rood Groen is.
2) Rood is Groen.

In geval 1) is het je eigen mening.
In geval 2) verkondig je het als een feit.

De waarheid probeer ik te onderbouwen door bewijzen van IMO zo betrouwbaar mogelijke bronnen aan mijn reactie te linken.

[MBV]

Niet zomaar een paar bestaande technieken: back-side illumination en de foveon-techniek. Daar zullen ze aardig wat research in hebben gestoken: back-side illumination is nog maar kort op de markt.

Om vervolgens een camera te produceren met deze techniek moeten ze waarschijnlijk Foveon licentiegeld betalen, en als Foveon hun techniek wil toepassen moet Foveon hun ook betalen.

[SlagerBlom]

Lijkt me dat jij de kennis ontbeert om uitspraken te doen wie het patent toegewezen moet krijgen.

[MadButcher]

Ook Canon gebruikt voor een nauwkeuriger belichtingsmeting gestapelde kleurgevoelige lagen in de rgb-sensor van de EOS 7D-dslr.

Hallo, de belichtingsmeter in een DSLR zit op een andere plek.

[Verwijderd]

Het staat er wat krom, maar in veel DSLR's wordt wel een RGB sensor gebruikt voor de lichtmeting. Dit is echter niet de sensor die het "plaatje" maakt, maar een kleinere. De Nikon D90 bijvoorbeeld heeft een 420 pixels RBG sensor voor de lichtmeting.

[MadButcher]

Ik weet niet of die bij Nikon RGB is, zou best kunnen.
Bij de Canon 7D is die dual-layer, een magenta en cyaan filter zitten erin.

[Stoney3K]

Hallo, de belichtingsmeter in een DSLR zit op een andere plek.

Niet in de live-view modus, die je in de 7D en 5D-II serie van Canon terugvindt.

[mjtdevries]

Dat verklaart dan wellicht dat de live-view modus vaak een wat afwijkende belichting lijkt te geven.

[shaloca]

De Foveon sensor in de Sigma 1/2 geeft mooie foto's maar die camera's zijn echt echt rap te noemen. De canon 7D is een hele fijne camera, snel en mooie foto's, de video erop ben ik niet in geinterresseerd. Minder ruis op de sensor is zeker belangrijk naast goede lensen, elke beetje helpt bij beweging en minder licht

[Aham brahmasmi]

De technologie zou een betere kleurreproductie bieden dan een Bayer-ontwerp.

Dat valt nog maar te bezien. De scherpte zal hoger zijn omdat er geen anti-aliasing filter en geen demosaicing nodig is, maar de kleurfilters gaan elkaar nu ook beïnvloeden waardoor de kleurreproductie waarschijnlijk juist slechter wordt. Bij de Foveon-technologie schijnen de kleurfilters een veel smallere bandbreedte (golflengtebereik) te hebben, waardoor er veel meer wiskunde aan te pas moet komen om er fatsoenlijke kleuren uit te krijgen.
Edit: Verkeerd onthouden. Wimwest hieronder heeft gelijk.

Ik zie deze technologie nog wel in compacts verschijnen, maar in DSLR's betwijfel ik enigszins. Het moet echt goed in elkaar steken dan. Ik ben iig benieuwd, vooral of ze het ontwerp naar een hogere pixelcount weten te schalen. De Sigma SD15 heeft maar 4,6 'echte' megapixels.

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 24 juli 2024 05:39]

[wimwest]

Ik denk eerder dat de kleurfilters veel te breed zijn. De bovenste laag pakt blauw, omdat blauw de minste indringdiepte heeft in silicium (ofwel het sterkst wordt geabsorbeerd). De volgende laag zal groen proberen uit te filteren en de diepste laag probeerd rood te filteren. Het is echter onmogelijk om een goede scheiding te maken, rood en groen zullen ook in de blauwe laag terecht komen. Waarschijnlijk is het rood het puurst. Dit alles betekent een extra "zware" kleuren matrix (verzorgt transformatie van het sensor kleuren domein naar b.v. het sRGB domein), om van de flauwe sensor kleuren, nette verzadigde sRGB kleuren te maken. Een "zware" kleuren matrix betekent veel kleurenruis, vooral storend bij weinig licht, die er op een andere manier weer uit gefilterd moet worden. Allemaal niet echt ideaal dus.

[Verwijderd]

Ik vraag me af of dit wel zo extreem is als je het schetst.

Als je naar de licht absorptie kijkt van een Foveon sensor. Zie je dat er inderdaad ook componenten root en groen in de blauwe laag geabsorbeerd worden. En root in de groene laag.

Door de waardes op de juiste curve te leggen, die je in een meet lab vast gelegd hebt voor een sensor typenummer, weet je dat dat root waar de R de waarde Br aan de blauw waarde bijgedragen heeft en Gr aan de groen waarde. Hier kun je de waardes mee corrigeren.
Het zelfde kun je ook doen voor blauw nog iets in groen en groen in rood terecht komt.

Daarom denk ik dat het best meevalt c.q. ik denk niet dat er een echt hard kleuren matrix nodig is.
Het zal welk meer kennisintensief zijn dan demozieken van een bayer sensor.

[Aham brahmasmi]

Ik denk eerder dat de kleurfilters veel te breed zijn. De bovenste laag pakt blauw, omdat blauw de minste indringdiepte heeft in silicium (ofwel het sterkst wordt geabsorbeerd).

Ruis in het blauw-kanaal was een van de problemen bij Foveon, heb ik begrepen. Jouw uitleg is idd aannemelijker en misschien herinner ik het mij verkeerd wat ik elders gelezen had.

Edit: quote uit wikipedia artikel hierboven:

Although the Foveon X3 has greater light gathering ability, the individual layers do not respond as sharply to the respective colours. Thus color-indicating information in the sensor's raw data requires "aggressive" matrixing (essentially, removal of common-mode signals) to produce color data in a standard color space, which can increase color noise in low-light situations.

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 24 juli 2024 05:39]

[Verwijderd]

De scherpte zal hoger zijn omdat er geen anti-aliasing filter en geen demosaicing nodig is, maar de kleurfilters gaan elkaar nu ook beïnvloeden waardoor de kleurreproductie waarschijnlijk juist slechter wordt.

Als dit patent goed begrijp werkt het op de zelfde manier van de Foveon Sensor. In de eerste laag wordt eerst blauw geabsorbeerd dit geeft de blauw waarde. De vogelde groen in de volgende rood.

Dit kunnen nooit echte filter zijn omdat een blauw filter zo goed als geen andere kleur door laat. Als daarna een groen filter plaatst wordt er helemaal geen licht meer doorgelaten. En dit lagen principe helemaal niet kan werken met een echt filter maar puur door absorptie in het halfgeleider materiaal a`la Foveon X3 sensor.

De Sigma SD15 heeft maar 4,6 'echte' megapixels.

Hoeveel 'echte' megapixels heeft een 14MPixel camera met bayer sensor, als die vergelijkt met de 'echte' Foveon pixels?

[Aham brahmasmi]

[...]

Als dit patent goed begrijp werkt het op de zelfde manier van de Foveon Sensor. In de eerste laag wordt eerst blauw geabsorbeerd dit geeft de blauw waarde. De vogelde groen in de volgende rood.

Je hebt gelijk; ik had het verkeerd onthouden en heb mijn bericht aangepast.

Hoeveel 'echte' megapixels heeft een 14MPixel camera met bayer sensor, als die vergelijkt met de 'echte' Foveon pixels?

14 miljoen echte subpixels.
Maar zeggen dat 4.6 Foveon MP direct overeenkomt met 14 Bayer MP wordt door veel mensen toch een beetje te hoog gegrepen gevonden. Het komt meer in de buurt van 10MP zegt men. Edit: Interessant stukje uit het wikipedia-artikel waar jij naar linkt:

Direct visual comparison of images from 12.7-MP Bayer sensors and 14.1 MP Foveon sensors show Bayer images ahead on fine monochrome detail, such as the lines between bricks on a distant building, but the Foveon images are ahead on color resolution.

Ik zal de ontwikkelingen blijven volgen, maar ik heb eerlijk gezegd meer interesse in technieken zoals Fuji's EXR waarbij extra pixels ingezet worden om de DR aanzienlijk te verhogen. Dat zou ik graag op fullframe willen zien.

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 24 juli 2024 05:39]

[Luno]

Er wordt tegenwoordig al zoveel gecompenseerd door de kamera, zodat lenzen rustig gemaakt kunnen worden met een ton-kussen vormige vertekening in de einden van de zoom bereiken, terwijl de JPG het mooi rechthoekig afbeelt.
Idem chromatische abberatie kan goed worden gecompenseerd, tenslotte ligt de vertekening vast.

Dus waarom zou je moeite doen om per pixel te zorgen dat je Blauw/Groen/Rood kan onderscheiden, als je door CA rood en blauw toch al vanaf een ander pixel moet halen.

De Foveon chip i.c.m. met oude lenzen voor chemische film is uitstekend, beheoft6 geen digitale nabewerking.
Maar als je dat idee loslaat en wel gaat nabewerking voor de fouten die je lens geeft, heb je ineens veel meer vrijheid voor het maken van lenzen. Scherp moet het wel blijven, maar ton/kussen vertekening, chromatische abberatie, kun je uitstekend wegpoetsen.

Een bekende fout in het beeld, is te corrigeren. In het chemisch tijdperk kon dat niet, en moesten lenzen zo min mogelijk fouten hebben, waardoor ze complex werden.

Nu is dat anders.
Grappig is wel dat Panasonic digitale correcties als een van de eerste veel toepastte.

[Reactie gewijzigd door Luno op 24 juli 2024 05:39]

[Aham brahmasmi]

Een bekende fout in het beeld, is te corrigeren. In het chemisch tijdperk kon dat niet, en moesten lenzen zo min mogelijk fouten hebben, waardoor ze complex werden.

In het chemische tijdperk waren er ook al scanners en was er CA-correctie in software. Maar CA is aanzienlijk minder sterk zichtbaar op film. Dit heeft iets te maken met de grotere dikte en veel lagere reflectiviteit van de filmemulsie t.o.v. CCD/CMOS sensors.

Verder is het zo dat er wel degelijk informatie verloren gaat bij softwarecorrectie van lensfouten. Bij het corrigeren van kussenvormige vertekening wordt het centrum van de foto bijv. uitgerekt en gaat de resolutie omlaag.

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 24 juli 2024 05:39]

[Verwijderd]

Dit heeft iets te maken met de grotere dikte en veel lagere reflectiviteit van de filmemulsie t.o.v. CCD/CMOS sensors.

Het is precies andersom, film reflecteert meer dan CMOS en CCD. Daarom werkt TTL flitsmeting niet meer zoals het voor SLR's werkte.

Through the lens flash metering

The process of calculating the correct amount of flash light can also be done 'through the lens'. This is being done in a significantly different way than non-flash 'through the lens' metering. The actual metering itself happens in two different ways, depending on the medium. Digital TTL works differently than analog TTL.

The analog version of TTL works as follows: when the incoming light hits the film, a part of it is reflected towards a sensor. This sensor controls the flash. If enough light is captured, the flash is stopped. The biggest problem here is the film; not all brands and types reflect the light to the same amount. Nevertheless, this method of flash metering is more advanced than those previously used.

With digital, this way of metering is not possible any more since a CMOS or CCD chip, used to collect the light, is not reflective enough. There are a few older digital cameras which still use the analog technique, but these are getting rare. The Fujifilm S1, S1 and S3 are the most known to use this technique.

Ik heb het gevoel dat CA ook gerelateerd is aan de bayer filter.
Een lijntje of een flank alleen over blauw en groen geeft geen enkele rode informatie. Waardoor je niet weet hoeveel rood er in zat. Waardoor er mogelijk een verkeerde kleur in zit.
Dit probleem heb je niet bij een Foveon sensor c.q. deze sensor zal naar mijn gevoel minder CA veroorzaken dan een bayer filter sensor.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 05:39]

[TweakMDS]

Van dit patent krijg ik het idee dat het gebruik van dergelijke - enorm specifieke - patenten niet echt nuttig is. Een minimale wijziging van een dergelijk ontwerp, en het kwalificeert zich voor een nieuw patent. In dit geval een redelijk voor de hand liggende combinatie van twee andere patenten die nieteens van panasonic zijn (backside illumination en de foveon stapel methode) en voila, nieuw patentje.

Los daarvan, de Foveon uit de Sigma DPs is bijzonder goed, en wat ik heb gezien van de SD15 was ook erg indrukwekkend. Een van de weinige sensoren die op ISO 1600 in zwart wit echt een "film-look" heeft. In ieder geval een heel ander type ruis dan we gewend zijn van de standaard dslr sensoren.

Ik ben benieuwd of dit in een nieuwe m43 komt. Als ze een 2x crop sensor van dit type kunnen maken, met bijvoorbeeld 8 megapixels, dan zou dat best een interessante optie kunnen zijn.