Neuer Bildsensor verspricht bessere Fotos bei geringerem Energieverbrauch

Wissenschaftler der Universität Rochester wollen Technologien für neue Bildsensoren entwickelt und patentiert haben, die dereinst Kameras in Hemdenknopfgröße ermöglichen könnten, die dann auch noch jahrelang mit einer Batterie laufen. Ein entsprechender Prototyp soll demnächst gebaut werden:

Laut einer Pressemeldung der University of Rochester haben die beiden Professoren Mark Bocko und Zeljko Ignjatovic einen „bahnbrechenden Chip“ entwickelt, der bessere Digitalbilder bei geringerem Energieverbrauch liefern soll. Dazu könnten zwei neue Technologien beitragen:

Zum einen ist es den Forschern nach eigenen Angaben gelungen, die Analog-Digital-Wandlung klein und leistungssparend direkt bei jedem einzelnen Pixel des CMOS-Chips zu platzieren. Das ist per se nichts Neues, ging aber bislang zu Lasten der aktiven Sensorfläche. Die Professoren wollen nun einen Weg gefunden haben, durch Mehrfachabtastung (oversampling) eines „Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandlers“ (was immer das ist) die notwendigen Transistoren auf drei pro Pixel zu minimieren, so dass knapp die halbe Pixeloberfläche zur Lichtaufnahme bleibt bzw. Pixel und Sensoren kleiner werden können. Weiterhin soll der Sensor 50mal weniger Energie verbrauchen als herkömmliche Schaltungsdesigns und einen Kontrastumfang von 1:100.000 bewältigen können - statt bislang 9-10 EV das wären immerhin 16-17 EV.

Zum anderen wollen Bocko und Ignjatovic mit der sogenannten „Focal Plane Image Compression“ (sinngemäß Schärfeebenen-Komprimierung) - einer besonderen Anordnung der Fotodioden - einen Weg gefunden haben, das resultierende Bild mit bis zu lediglich 1% der bislang notwendigen Rechenleistung zu komprimieren und so Rechenzeit und damit Strom zu sparen.

Die Forscher wollen jetzt einen Prototypen bauen, der beide Entwicklungen kombiniert und wenn das erfolgreich ist, soll die Technik zuerst in drahtlosen Überwachungskameras genutzt werden.

Die Pressemeldung im englischen Wortlaut: Breakthrough Chip Delivers Better Digital Pictures For Less Power

Das sind Aussichten, die den engagierten Fotografen nicht unbedingt laut jubeln lassen. Mini-Kameras sind extrem schlecht bedienbar und jahrelange Betriebsbereitschaft ist nett, aber nicht wirklich notwenig. Das klingt weniger nach etwas, worauf Fotografen schon lange gewartet haben (die warten auf weitere und preiswertere Vollformatchips), als nach etwas, das die Begehrlichkeiten von Datensammlern wecken könnte: Dein Hemdenknopf weiß alles über dich - und dein Hosenknopf verrät es.

Interessant (für Fotoapparate) erscheint weniger der geplante Prototyp denn das neue Schaltungsdesign, das größere lichtempfindliche Pixel verspricht und einfacher aufgebaut ist; das könnte mittelfristig weniger Rauschen, höhere Dynamik (Belichtungsspielraum) und einfachere, kostengünstigere Fertigung bedeuten.

(thoMas)