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Quanta Image Sensor - Auf dem Weg zum Gigapixel-Sensor?

[16:53 So,21.Januar 2018 [e]  von ]    

Wer aufgrund der Überschrift erst einmal die Hände über dem Kopf zusammenschlägt, sollte trotzdem weiterlesen. Denn hinter dem Prototypen des Quanta Image Sensor steckt doch einiges mehr, als nur ein weiterer Schritt in den Megapixel-Wahnsinn. Also um was geht es?

Eric Fossum (ein Ingenieur und Physiker, der u.a. als DER Erfinder des CMOS-Bildsensors gilt) hat zusammen mit dem Thayer-Doktoranden Jiaju Ma PixelPixel im Glossar erklärt eine neue Sensor-Technologie entwickelt, die sich Quanta Image Sensor (QIS) nennt. Gegenüber aktuellen CMOS-Sensoren sind die lichtempfindlichen Zellen deutlich kleiner und darauf ausgelegt, jeweils nur ein einziges Photon zu erfassen. Statt Pixeln, Photo-Sites oder Senseln heißen diese Mikro-Zellen beim Quanta Image Sensor "Jots".



Da diese Jots nur binäre Zustände kennen (kein oder ein Photon), kann und muss der Zustand eines Jots natürlich deutlich häufiger ausgelesen werden, als bei einem typischen CMOS-Sensor. Scanraten von “tausenden fps” sollen dabei typisch für Quanta Image Sensoren sein. Für die Quantenausbeute/Quanteneffizienz setzt die binäre Erfassung zudem einen Wert nahe 100 Prozent voraus. Wahrscheinlich rührt daher auch der Name “Quanta”.

quanta_image_sensor



Stromverbrauch und Temperatur sollen in Zukunft auch einen Einsatz in “normaler” Consumer-Elektronik ermöglichen, wobei der aktuell existierende Prototyp “nur” ein Megapixel-Sensor ist.

Somit könnte der Quanta Image Sensor eine neue Form der Bewegtbild-Erfassung einläuten. Helligkeitswerte werden dann als Anzahl der gemessenen Photonen über die Zeit gemessen. Dies erlaubt dann natürlich einen weitaus flexibleren Umgang mit Frameraten und Auflösungen. Offen bleibt noch, ob sich auch Farbfilter vor Jots denkbar sind, bzw. überhaupt Sinn machen. Und sowohl die RAW-Datenerfassung als auch die Interpretation zu einem sichtbaren Bild wird natürlich auch deutlich komplexer als bisher.

Spätestens mit Marktreife der ersten QIS dürften sich auch unser beliebtes Forums-Streitthema (“Skaliert 4K/8 BitBit im Glossar erklärt zu 2K/10Bit herunter?”) von einer neuen Seite betrachten lassen. Denn bei der neuen Technologie wird sich dann natürlich auch alles um um Dithering und Oversampling drehen. Und es wird sich wohl auch zeigen, dass sich ein 100K 1 BitBit im Glossar erklärt Signal auf 4K/8K mit 8/10 BitBit im Glossar erklärt "herunterskalieren" lässt. Wir sind jedenfalls höchst gespannt, wohin uns der Quanta Image Sensor führen wird.

Link mehr Informationen bei phys.org

    
[13 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
WoWu    16:36 am 22.1.2018
@Rudi "Offen bleibt noch, ob sich auch Farbfilter vor Jots denkbar sind, bzw. überhaupt Sinn machen." Wenn ich mir das Cine-Sensor Projekt einmal anschaue, in dem quasi die im...weiterlesen
Jott    14:35 am 22.1.2018
Da scheinen verschiedene Leute den Begriff "Gigavision" zu verwenden. Von denen stammt das Time Lapse-Video, ist jedenfalls etwas völlig anderes (normale DSLR,...weiterlesen
WoWu    13:52 am 22.1.2018
@Xergon Ich hatte das Konzept so verstanden, dass herkömmliche Abmessungen von Sensorpixels durch Jods ersetzt werden. Dann kämen pro Pixel 4225 Jods zum Einsatz und eine...weiterlesen
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