Toshiba запатентовала фотосенсор, объединяющий подходы Foveon и фильтра Байера

Патенты очень часто используются для защиты производителями своих эксклюзивных прав на перспективные разработки для получения конкурентных преимуществ при выводе продуктов на рынок. Благодаря патентам можно заглянуть в будущее или, по крайней мере, получить представление о том, над чем работают лаборатории различных компаний. На этот раз речь идёт о новшестве в области фотографии — весьма актуальное сегодня направление из-за интеграции камер в мобильные устройства.

В настоящее время подавляющее большинство фотокамер используют двумерные массивы цветных фильтров, которыми накрыты светочувствительные кремниевые элементы матриц. Наиболее известный из них — так называемый фильтр Байера, состоящий из 25% красных, 25% синих и 50% зелёных элементов, расположенных в чередующемся порядке (он был запатентован ещё в 1976 году). Проблема использования фильтров заключается в том, что каждый светочувствительный элемент воспринимает только порядка трети цветовой (и световой) информации, а 70% данных отбрасывается. Фильтры не только сильно понижают чувствительность, но и заставляют прибегать к различным алгоритмам интерполяции (вроде demosaicing) для восстановления информации о цвете с соседних участков.

Многослойные Foveon X3, используемые в фотоаппаратах Sigma, принадлежат к другому типу матриц. Они не используют цветные фильтры, что позволяет увеличить точность цветопередачи, избежать интерполяции и установки размывающего фильтра перед сенсором. Но выигрыш чувствительности Foveon X3 минимален из-за особенностей поглощения светового потока верхними слоями; также наблюдаются трудности в сокращении размера светочувствительных элементов для повышения разрешения матриц (из-за чего в HTC One, например, применён сенсор с разрешением лишь 4 Мп).

Недавно был опубликован патент Toshiba, касающийся создания нового типа фотосенсора, который может появиться на массовом рынке и использоваться в будущих продуктах японской компании. Согласно этому патенту, Toshiba планирует создать новый гибридный фотосенсор, который объединяет технологии фильтров Байера и матриц Foveon.

Вместо трёх слоёв, как у Foveon X3, Toshiba предлагает использовать два: на первом слое компания располагает в чередующемся порядке зелёные (фильтр отсекает до 70% информации) и красно-синие элементы (фильтр отсекает до 30% информации), а второй слой представлен красными элементами, расположенными частично под красно-синими первого слоя. Такая технология позволяет заметно повысить чувствительность по сравнению с обычными матрицами с фильтрами типа Байера и преодолеть недостатки Foveon X3.

Появление на рынке таких матриц будет зависеть от сложности практического внедрения технологии Toshiba. При этом следует помнить, что есть и альтернативные подходы к улучшению традиционных фотосенсоров. Например, весьма перспективной является разработка Panasonic, в которой для повышения чувствительности цветные фильтры заменены на мини-призмы. Некую принципиально новую 54-Мп фотоматрицу без фильтра Байера готовит, согласно слухам, и Sony. Samsung улучшила свои сенсоры при помощи технологии ISOCELL.

Читайте также