Forum Übersicht - Digitale Fotografie » Diskussion: 3 Sensoren (RGB) für DSLRs

Hallo,

ein Thema beschäftigt mich, das eine mögliche Verwendung von 3 Sensoren (je 1 für R, G, B) in DSLRs betrifft.

Einige Videokameras verwenden statt nur eines Bildsensors 3 Sensoren, also zur Aufzeichung eines Farbkanals jeweils 1 Sensor.

Die Vorteile gegenüber dem gängigen DSLR-Prinzip wären (nach meinem laienhaften Verständnis)

1. der Entfall von Farbinterpolationen und damit ein erheblicher systembedingter Vorteil bez. der Aufzeichnung realistischer naturgetreuer Farben.
2. verbesserte Möglichkeit, bei Farben, die bei intensiverer Belichtung früher als andere in Sättigung gehen (rot), die entsprechende Übersättigung (bzw. Zeichnungsverlust) zu vermeiden; z.B. durch Einsatz eines Filters vor dem für rot verantwortlichen Sensor.

Als Nachteil gegenüber aktuellen DSLRs fallen mir ein:

1. erhöhte Kosten (3 Sensoren statt einem, weitere Mehrkosten durch komplexeres Konstruktionsprinzip (Verteilung des Lichts auf drei Sensoren statt einem)); insbesondere bei der Anforderung, dass jeder Einzelsensor 10-20 mpix Auflösung aufweist
2. evtl. grössere Gehäuse durch komplexeres Konstruktionsprinzip
3. wäre die Zugänglichkeit der Sensoren für die Sensorreinigung durch den user noch gegeben?

Ich würde mich freuen, wenn sich eine Diskusion entwickelt, die die von mir unterstellten Vor- und Nachteile bewertet (ergänzt oder relativiert), um ein realistischeres Bild darüber zu entwickeln, ob dieses Konzept für DSLRs technologisch sinnvoll ist und zumindest mittelfristig ein für Kamerahersteller attraktives Produktkonzept darstellen könnte.

Grüsse
Eugene

Die RD175 hatte doch das 3CCD-Prinzip.

Und letztendlich doch im Prinzip auch der Foveon-Sensor von Sigma...

Das Thema wurde hier schon diskutiert. Ein weiterer Nachteil des 3CCD-Systems ist, daß bei jedem Sensor nur ein Drittel des Lichts ankommt. Dadurch muß man fuer die gleiche Nennempfindlichkeit höher verstärken, was zu höherem Rauschen führt.

Es hat schon seinen Grund, daß kein Hersteller in seinen aktuellen Fotokameras 3 CCDs einbaut. Die Nachteile ueberwiegen die Vorteile.

Foveon umgeht mit ihren Sensoren zwar die Probleme von 3 getrennten CCDs, handelt sich aber stattdessen andere Probleme ein, die weder Bayer-Sensoren noch Systeme mit getrennten Sensoren und Strahlenteilern haben. Auch in der Technik gibt's nichts geschenkt.

ZITAt (Eugene @ 2007-01-28, 12:15) ein Thema beschäftigt mich, das eine mögliche Verwendung von 3 Sensoren (je 1 für R, G, B) in DSLRs betrifft.

Einige Videokameras verwenden statt nur eines Bildsensors 3 Sensoren, also zur Aufzeichung eines Farbkanals jeweils 1 Sensor.[/quote]

Hallo Eugene,

um 3 Sensoren zu bedienen bräuchte man entweder drei Objektive, was im Nahbereich problematisch wäre, oder aber teildurchlässige Spiegel, wobei der Lichtverlust aber nicht unerheblich sein dürfte.

Deswegen finde ich Foveon-Chips die weitaus bessere Lösung.

Ich habe selber mal eine SD9 ausprobiert und war von der Leistung dieser Kamera fasziniert.

Bei jeder anderen Kamera (mit Bayer-Chips) kannst Du etwa 40 % der Pixel wegdrücken,
bevor Du an die Trennschärfe und Farbreinheit rankommst, die der Foveon-Chip liefert.

Ich archiviere meine Fotos inzwischen genau so, weil ich alles andere Platzverschwendung finde.

Gruß Fritz

Genial wäre ein Sensor, dessen Sensorelemente nicht rot- ODER grün- ODER blauempfindlich sind, sondern Farbeton, Sättigung und Helligkeit des einzelnen Bildpunktes erkennen können. Dann wären die Megapixel auch tatsächlich 1 : 1 mit der Auflösung der Bilder identisch, die "hinten rauskommen". Die meisten Sensoren haben doch nur 1/4 Rot-, 1/4 Blau- und 2/4 Grünsensorelement, der Rest wird drumrumgerechnet. Selbst RAW ist so gesehen doch Augenwischerei.

Gruss
Jürgen

ZITAt (Rhamsis @ 2007-01-28, 17:57) Genial wäre ein Sensor, dessen Sensorelemente nicht rot- ODER grün- ODER blauempfindlich sind, sondern Farbeton, Sättigung und Helligkeit des einzelnen Bildpunktes erkennen können.[/quote]
Tja, leider physikalisch nicht möglich. Bis eine andere Physik erfunden wird, müssen wir mit Sensoren leben, deren Sensorpunkte nur für ein schmales Frequenzband empfindlich ist (oder gemacht wird) und die Farbe aus mehreren Punkten ermittelt wird.

ZITAt (Michael H @ 2007-01-28, 18:40) ZITAt (Rhamsis @ 2007-01-28, 17:57) Genial wäre ein Sensor, dessen Sensorelemente nicht rot- ODER grün- ODER blauempfindlich sind, sondern Farbeton, Sättigung und Helligkeit des einzelnen Bildpunktes erkennen können.[/quote]
Tja, leider physikalisch nicht möglich. Bis eine andere Physik erfunden wird, müssen wir mit Sensoren leben, deren Sensorpunkte nur für ein schmales Frequenzband empfindlich ist (oder gemacht wird) und die Farbe aus mehreren Punkten ermittelt wird.
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Ich würde eher sagen: Bisher technisch nicht machbar.
Aus der Physik heraus: Warum sollte das nicht funktionieren, nämlich dass die Eindringtiefe in den Sensor von der Wellenlänge abhängt und somit in unterschiedlichen Tiefen unterschiedliche Wellenlängen detektiert werden.
Nur weil wir keine technische Lösung kennen heisst das noch nicht, dass es physikalisch nicht machbar ist.

ZITAt (thomasD @ 2007-01-28, 20:55) Aus der Physik heraus: Warum sollte das nicht funktionieren, nämlich dass die Eindringtiefe in den Sensor von der Wellenlänge abhängt und somit in unterschiedlichen Tiefen unterschiedliche Wellenlängen detektiert werden.[/quote]
Das wären dann mehr als ein Sensorpunkt. Q.E.D.

Woher stammt hier die Behauptung man bräuchte viel mehr Licht? Mit einem Prisma teilt man das Licht (bis auf Fresnell Verluste) verlustfrei auf und gibt jedem Sensor dann auf all seine Pixel jeweils das für ihn passende Spektrum. Ein Bayer Sensor vernichtet viel mehr Licht durch seine Matrix bzw. nutzt viel weniger. Man erhöht die Empfindlichkeit sogar merklich! Was man im Videobereich auch in der Praxis sehen kann /smile.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="smile.gif" />

Wirkliche Probleme sind doch:
- die extreme Größe der Gehäuse (wer mal einen 3chip Block aus einer Videokamera in der Hand hatte, weiß warum. Mit den vergleichsweise winzigen Sensoren ist solch einer schon größer als ein KB Spiegelkasten)
- hohe Kosten
- exakte Ausrichtung. Im Videobereich hat man viel weniger Pixel und unschärfe ist weniger schlimm.

Für Sensoren der Größe KB bis APS-C seh ich diese Lösung deshalb leider als nicht sinnvoll umsetzbar an.

ZITAt (krog @ 2007-01-29, 11:20) Woher stammt hier die Behauptung man bräuchte viel mehr Licht? Mit einem Prisma teilt man das Licht (bis auf Fresnell Verluste) verlustfrei auf und gibt jedem Sensor dann auf all seine Pixel jeweils das für ihn passende Spektrum.[/quote]
Ist das die wundersame Energievermehrung? Wie willst du einen Lichtstrahl so aufteilen, dass jeder Teil noch die gleiche Energie hat wie der urspruengliche Strahl?

ZITAt (Michael H @ 2007-01-29, 12:02) ZITAt (krog @ 2007-01-29, 11:20) Woher stammt hier die Behauptung man bräuchte viel mehr Licht? Mit einem Prisma teilt man das Licht (bis auf Fresnell Verluste) verlustfrei auf und gibt jedem Sensor dann auf all seine Pixel jeweils das für ihn passende Spektrum.[/quote]
Ist das die wundersame Energievermehrung? Wie willst du einen Lichtstrahl so aufteilen, dass jeder Teil noch die gleiche Energie hat wie der urspruengliche Strahl?
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Das behauptet niemand. Es wird nur das vorhandene Licht effizienter genutzt...

Bei 3 Chips nutze ich deutlich mehr, da jedes Pixel (in der Addition) von drei Wellenlängen Licht erhalten hat. Beim Bayer Sensor erhält jedes Pixel nur von einer Wellenlänge Licht. In der Filtermatrix wird für jedes Pixel sehr viel Licht "sinnlos" (zur Farbbestimmung) weggeworfen.

ZITAt (krog @ 2007-01-29, 12:10) ZITAt (Michael H @ 2007-01-29, 12:02) ZITAt (krog @ 2007-01-29, 11:20) Woher stammt hier die Behauptung man bräuchte viel mehr Licht? Mit einem Prisma teilt man das Licht (bis auf Fresnell Verluste) verlustfrei auf und gibt jedem Sensor dann auf all seine Pixel jeweils das für ihn passende Spektrum.[/quote]
Ist das die wundersame Energievermehrung? Wie willst du einen Lichtstrahl so aufteilen, dass jeder Teil noch die gleiche Energie hat wie der urspruengliche Strahl?
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Das behauptet niemand. Es wird nur das vorhandene Licht effizienter genutzt...

Bei 3 Chips nutze ich deutlich mehr, da jedes Pixel (in der Addition) von drei Wellenlängen Licht erhalten hat. Beim Bayer Sensor erhält jedes Pixel nur von einer Wellenlänge Licht. In der Filtermatrix wird für jedes Pixel sehr viel Licht "sinnlos" weggeworfen.
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So funktionieren aber Strahlenteiler nicht. Dort wird wirklich das urspruengliche Bild in drei Drittel aufgeteilt, und jedes Drittel geht dann durch einen Farbfilter, bevor es auf den jeweiligen Sensor faellt.

ZITAt (Michael H @ 2007-01-29, 12:14) ZITAt (krog @ 2007-01-29, 12:10) ZITAt (Michael H @ 2007-01-29, 12:02) ZITAt (krog @ 2007-01-29, 11:20) Woher stammt hier die Behauptung man bräuchte viel mehr Licht? Mit einem Prisma teilt man das Licht (bis auf Fresnell Verluste) verlustfrei auf und gibt jedem Sensor dann auf all seine Pixel jeweils das für ihn passende Spektrum.[/quote]
Ist das die wundersame Energievermehrung? Wie willst du einen Lichtstrahl so aufteilen, dass jeder Teil noch die gleiche Energie hat wie der urspruengliche Strahl?
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Das behauptet niemand. Es wird nur das vorhandene Licht effizienter genutzt...

Bei 3 Chips nutze ich deutlich mehr, da jedes Pixel (in der Addition) von drei Wellenlängen Licht erhalten hat. Beim Bayer Sensor erhält jedes Pixel nur von einer Wellenlänge Licht. In der Filtermatrix wird für jedes Pixel sehr viel Licht "sinnlos" weggeworfen.
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So funktionieren aber Strahlenteiler nicht. Dort wird wirklich das urspruengliche Bild in drei Drittel aufgeteilt, und jedes Drittel geht dann durch einen Farbfilter, bevor es auf den jeweiligen Sensor faellt.
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Ein Prisma ist aber erstmal kein Strahlenteiler... Ich kann einen Strahlenteiler durch Effekte der Totalreflexion mit 2 Prismen bauen oder ein Pentaprisma an einer Seite teildurchlässig machen. Aber das ist nur ein Anwendungsgebiet.

Eine grundsätzliche Eigenschaft von Prismen ist erst einmal, dass Lichtstrahlen abhängig von der Wellenlänge und er Brechzahl des Materials gebrochen werden. Stichworte Dispersion und Prismenspektrometer...

So nutzt man hochbrechende Prismen um Licht in seine Spektralanteile aufzuspalten.

ZITAt (krog @ 2007-01-29, 12:32) Eine grundsätzliche Eigenschaft von Prismen ist erst einmal, dass Lichtstrahlen abhängig von der Wellenlänge und er Brechzahl des Materials gebrochen werden. Stichworte Dispersion und Prismenspektrometer...[/quote]
Und wie willst du mit einem einfachen Prisma das Licht so aufteilen, dass du hinterher noch ein vernuenftiges Bild zum Aufnehmen hast?