Японська компанія Panasonic розробила технологію, покликану принципово підвищити колірну і світлову чутливість сучасних цифрових фотокамер, у тому числі тих, що сьогодні використовуються в веб-камерах, смартфонах і планшетах.
Напівпровідникові фотодіоди приблизно однаково чутливі до всіх кольорів видимого спектра, тому для формування кольорового зображення використовуються особливі світлофільтри. Сьогодні переважна більшість фотокамер використовують почесні масиви кольорових фільтрів, якими накриті світлочутливі кремнієві елементи матриць. Найбільш відомий так званий фільтр Байєра, що складається з 25% червоних, 25% синіх і 50% зелених елементів, розташованих в порядку, показаному на наведеному малюнку:
Проблема використання світлофільтрів полягає в тому, що кожен світлочутливий елемент сприймає тільки 30 - 50% колірної (і світлової) інформації ділянки зображення, а 50 - 70% пропадає даром. Це не тільки дуже сильно знижує чутливість матриці, але і змушує вдаватися до різних алгоритмів інтерполяції (на зразок demosaicing) для відновлення інформації про колір з сусідніх ділянок.
Є й інші типи матриць. Приклад - багатошарові Foveon X3, які використовуються в фотоапаратах Sigma. Вони дозволяють збільшити точність кольоропередачі, уникнувши інтерполяції та установки розмиваючого фільтра перед сенсором, але виграш чутливості виявляється мінімальним через особливості поглинання світлового потоку верхніми шарами і труднощів у скороченні розміру світлочутливих елементів для підвищення дозволу матриці.
Схоже, все ж зроблений давно очікуваний прорив в області виробництва фотосенсорів, який дозволить ефективніше реєструвати інформацію світлового потоку, що надходить на матрицю. Panasonic розробила технологію, що дозволяє позбутися звичних кольорових фільтрів за допомогою використання мініатюрних елементів типу призми, що розділяють світловий потік і ефективніше направляють його на світлочутливі елементи.
Компанія каже, що новий метод може подвоїти чутливість фотосенсорів, дозволяючи отримувати зображення порівнянної якості при однакових установках і вдвічі більш тьмяному освітленні (або при однаковому ж освітленні і витримці - подвоєну якість). «Колірні мікророзробники» компанії використовують надтонкий матеріал з високим показником заломлення світла, завдяки якому світловий потік за принципом призми поділяється на білу, зелену і синю складові практично без втрат світла. Три складові потоку спрямовуються на три різні світлочутливі елементи, а потім перетворюються математично на єдине зображення.
Важливіше той факт, що колірні мікророзробники можуть вироблятися з використанням неорганічних матеріалів і застосуванням існуючих техпроцесів, причому застосовуватися вони можуть замість кольорових фільтрів у будь-яких сучасних фотосенсорах (чи то CCD або CMOS).
У прес-релізі Panasonic окремо повідомила, що в цій технології застосовано 21 японський і 16 зарубіжних патентів компанії, включаючи знаходяться на розгляді заявки. На жаль, представники Panasonic кажуть, що компанія поки не може розповісти про плани з комерціалізації нової технології. Хотілося б, щоб це сталося швидше.
