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sensor Foveon: guía de la tecnología avanzada

Bob Newman mira a los pros y los contras de sensor Foveon de Sigma, en particular el nuevo sensor en la DP2 Quattro
Izquierda: La capa sensible al azul superior tiene cuatro veces la resolución de la verde y rojo-capas sensibles, y se utiliza para determinar la luminancia. Medio: El procesador combina los datos de luminancia y de color. Derecha: Sigma dice la resolución a todo color se conserva en la imagen final

La característica sobresaliente de las cámaras de Sigma desde el principio ha sido el uso del exclusivo sensor Foveon de tres capas de la compañía, primero como principal cliente de Foveon y más recientemente como los propietarios de la empresa sensor. Mientras que casi todos los demás cámara en color utiliza una matriz de color Bayer, con el rojo, azul y dos píxeles verdes dispuestas en grupos de cuatro en toda la cara del sensor, el diseño Foveon pilas de píxeles azules, verdes y rojos con tres píxeles de color que ocupa el mismo espacio en la superficie del sensor. Esto funciona porque los fotones de luz con diferentes energías penetran a diferentes profundidades en el cuerpo del silicio, que forma el sensor. La luz azul penetra en lo más mínimo, mientras que penetra rojo más lejano. Por lo tanto, con tres píxeles apilados, la más alta recibe la luz predominantemente azul, el medio sobre todo verde y roja la inferior, sin más el filtrado de color. Este diseño elegante produce el único sensor actualmente disponible que puede detectar los tres colores primarios en cada lugar.

Sin embargo, rara vez hay tal cosa como un almuerzo gratis, y el diseño sufre de algunos inconvenientes. En primer lugar, es muy difícil diseñar los componentes electrónicos del sensor de tal manera que todo el photocharge acumulado se lee de los píxeles, en particular los inferiores. Esto ha llevado a los sensores Foveon que tienden a tener capacidades de poca luz pobres. En segundo lugar, el filtrado no es tan preciso como los filtros de colorantes utilizados en un sensor convencional, lo que lleva a algunos muy complejo software de decodificación de color y también lo que se llama los problemas de metamerismo ', por lo que algunos colores, que debe ser similar puede llegar a ser tremendamente diferente. Al mismo tiempo, puesto que la resolución de color del ojo humano no es tan alta como su resolución de luminancia, la captura de los tres canales de color en cada ubicación puede ser visto como la producción de más información que es realmente útil.

En el nuevo sensor para la DP2 Quattro, Sigma ha llevado a cabo una revisión del diseño detallado de su sensor para abordar algunos de los problemas percibidos. El primer cambio es que las tres capas de pixeles ya no tienen la misma resolución. Las dos capas inferiores (las capas verdes y rojos) tienen un cuarto de la resolución de la capa superior (azul), con cada píxel en las capas inferiores que cubren el mismo espacio que las cuatro de la capa superior. En este diseño, la información de luminancia es capturado por la capa superior, mientras que la crominancia es capturada con una resolución menor medida por las capas inferiores, respondiendo así a la cuestión de "exceso de información". Hacer los píxeles inferiores más grande también hace que sea más fácil diseñar una colección para la carga completa de ellos, y tal vez por lo tanto aumentar el rendimiento con poca luz de este sensor.

Las posibles desventajas para el nuevo diseño surgir del hecho de que la capa superior (azul) pixel tiene la respuesta espectral erróneo actuar como una capa de luminancia, por tanto, la reconstrucción de un canal de luminancia "correcta" requerirán el uso de la información de las capas de menor resolución a continuación. Esto significa que la decodificación prima a partir de este sensor implican el mismo tipo de interpolación espacial como el sensor normal de Bayer, que tiene el diseño de Foveon, hasta ahora, ha estado libre de.