|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Revolutionerende 12,5 gigapixel sensor på vej Futusaki Research, Seoul i Sydkorea, har netop annonceret en ny revolutionerende CMOS sensor. Vi har tidligere set nye sensorteknologier, som eksempelvis Foveon’s fuldfarvesensor og Fujifilm’s SuperCCD, men Futusaki’s er helt unik. Ved hjælp af en teknologi der kaldes Adaptive Photon Reader InterLine SensorNet Aquisition Reading, er det muligt at hente næsten uendeligt mange pixels ud af sensoren. En meget høj opløsning betyder dog at det tager længere tid at digitalisere billedet. Kort fortalt består sensoren af en sensorflade der er i stand til på atomniveau at fastholde alle de fotoner (lyspartikler) der rammer overfladen. Ved hjælp af analog X/Y-kontrol, kan et hvilket som helst område på sensoren aflæses. Det betyder at det udelukkende er præcisionen på X/Y-kontrollen der afgør hvor høj opløsning der kan opnås. Efter aflæsningen slettes sensoren med magnetisme, og den er herefter klar til næste billede. Vi har været til pressemøde med Futusaki’s udviklingsafdeling og kan her fortælle hvordan teknologien virker.
Pricippet bag Futusaki-sensoren er langt mere simpelt end man umiddelbart skulle tro. Sensoren består basalt af to lag. Øverst findes en ”foton-fælde”, der er i stand til på atomniveau at fastholde alle de fotoner der rammer overfladen. Langs venstre kant og nederste kant på sensoren er der indlejret magnesium-induktroner, der kan forsynes med en spænding fra hver sin D/A converter. Under foton-fælden ligger selve sensoren, der i princippet bare er én stor pixel, der fylder hele billedfladen. Ved at sende en spænding gennem magnesium-induktronerne kan et bestemt punkt udvælges. En kraftig spænding vælger et punkt langt væk fra nederste venstre hjørne, mens en svag spænding vælger et punkt tæt på nederste venstre hjørne. Ved at sende forskellige spændinger til X og Y-aksen kan et hvilket som helst punkt udvælges på hele sensorfladen. Det er denne teknologi der muliggør den høje opløsning. Futusaki har netop fået patent på ideen, der kaldes Adaptive Photon Reader InterLine SensorNet Aquisition Reading. Ved at variere tiden, hvor der er spænding på magnesium-induktronen, kan man bestemme hvor stor en pixel man ønsker. En lang puls giver en stor pixel, mens en kort puls giver en lille pixel. Ved at sende forskellige pulser til X og Y-aksen kan man eksempelvis aflæse aflange pixels. Når spændingen sendes igennem magnesium-induktronen, sker der en reaktion i foton-fælden i det koordinat der er valgt, og fotonerne fra fælden frigøres, og ”hopper” ned til selve fotodioden der ligger nedenunder. Da denne fotodiode fylder hele billedfladen, opnås maksimal lysfølsomhed og minimal støj. Herefter cleares fotodioden, og næste pixel kan aflæses. Selvom det hele foregår med en hidtil uset hastighed, så betyder den separate aflæsning af hver eneste pixel, at der i praksis er en grænse for hvor stor opløsning der er praktisk mulig.
Tid begrænser opløsning Futusaki oplyser at de nuværende prototyper har en D/A converter med en pulsbredde på 0,002 picosekunder, og det giver en maksimal opløsning på 5000 megapixels pr. sekund. Et kamera der tager 5 billeder pr. sekund kan derfor ikke komme over 1000 megapixels med den nuværende teknologi.
Det næste problem er at foton-fælden begynder at miste fotonerne efter ca. 2,5 sekunder, og det giver derfor en absolut maksimal opløsning på ”kun” 12,5 gigapixels. En repræsentant for Futusaki har dog tilkendegivet overfor pressen at en noget hurtigere D/A converter er i støbeskeen. Dermed kan man nå at aflæse endnu flere megapixels inden fotonerne forsvinder fra fotonfælden. Jo højere opløsning der ønskes, desto mindre bliver hver enkelt pixel, og det går ud over lysfølsomheden. Det skyldes at svagere lys giver færre fotoner, og bliver lyset alt for svagt, så er der jo nærmest ingen fotoner i det. Det er dog muligt at opnå ISO 5 ved 12,5 gigapixels. Ved mere moderate opløsninger under 50 megapixel, overgår Futusaki sensoren alt andet ved at tilbyde op til ISO 200.000, uden synlig billedstøj. Farver Grundlæggeren af Futusaki, Dr. Daisam Hyunsung, har arbejdet på at udvikle teknologien igennem de sidste 12 år. Det største problem har været at registrere farver i signalet. Den underliggende CCD sensor, der har været benyttet i de tidligere prototyper, kunne kun registrere luminans signaler, dvs. sort/hvide informationer. Hvis et konventionelt farvefilter skulle benyttes, ville opløsningen være låst til antallet af farvefiltre. Gennembruddet kom da Foveon annoncerede fuldfarvesensoren hvor alle tre grundfarver registreres i samme punkt. Ved at udnytte et lignende princip i CMOS sensor-delen i Futusaki-sensoren, registreres de tre grundfarver samtidigt i samme punkt. Hvordan Futusaki undgår at benytte Foveons patenter er endnu uklart. Nye krav De store datamængder stiller meget større krav til kameraernes ydelse. Der skal langt større bufferhukommelse til, og processorerne skal også arbejde langt hurtigere, ligesom hukommelseskortene skal have langt større kapacitet. I praksis vil producenterne nok vælge at begrænse den maksimale opløsning til måske 20-50 megapixels i kompaktkameraer, og omkring 200 megapixels i professionelle kameraer. Det giver faktisk heller ikke mening at benytte højere opløsning, idet objektiverne vil sætte en grænse for opløsningen. Priser Der foreligger ikke priser endnu, men Futusaki’s markedschef, Yoshinobu Takagi, siger at sensoren vil bliver prissat konkurrencedygtigt. Det kan desværre betyde hvad som helst. Flere kameraproducenter er i øjeblikket i forhandlinger om at benytte den nye sensor i deres kameraer. Futusaki har dog afsløret at en mindre kinesisk producent, Fu Wong Ranslirpa Electronics inc., barsler med et konkret produkt. Det forventes i butikkerne 1. april 2008. Kig ind igen i morgen, hvor vi præsenterer verdens første billeder fra Futusaki's prototypekamera, og fortæller i detaljer om hvordan Adaptive Photon Reader InterLine SensorNet Aquisition Reading virker
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
