Forum Übersicht - Vermischtes » Interview mit Chef des Sony-Sensorbereichs

Hallo zusammen,

bei Nikkei Electronics Asia ist ein Interview mit Tomoyuki Suzuki, den Chef des Sony Sensorbereichs, erschienen. Da sind durchaus interessante Infos mit dabei. Auch Aussagen über die weitere Entwicklung in der näheren Zukunft. "CMOS sensor technology is still immature; there is plenty of room to further improve the signal-to-noise ratio, dynamic range and other basic characteristics of imaging devices. ... Even in the near future theirs is a lot we can accomplish. For example, in addition to the 3D imagery I mentioned a moment ago, we can also implement functions like the single-lens reflex camera mechanical shutter and range measurement in the CMOS sensor. "

Bin schon gespannt wann entsprechende Produkte erscheinen.

Viele Grüsse

Peter

Klingt irgendwie spannend. Habe ich das richtig verstanden, statt mechanischer Verschluß, ist ein elektronischer realisierbar? Luft nach oben beim Signal-Rauschabstand und der Dybamik klingt ja auch angenehm.

HH.

ZITAT(Heiner @ 2010-07-04, 18:52) Habe ich das richtig verstanden, statt mechanischer Verschluß, ist ein elektronischer realisierbar?[/quote]
Ja, damit sind elektronische Verschlüsse gemeint. Sowas kann man zumindest bei mittleren Belichtungszeiten mit einem LC-Shutter vor dem Sensor realisieren (extrem schnell geht es nicht wegen der Trägheit der Flüssigkristalle, extrem langsam geht es auch nicht wegen der nicht vollständigen Lichtdichtheit).
Ich denke aber, daß hier eher von einem Sensor die Rede ist, der definiert und schnell ausgelesen werden kann. Die von Tomoyuki Suzuki erwähnten Ausleseraten von 60 Bildern/s (und in der Zukunft von bis zu 240 Bildern/s) deuten für meine Begriffe in diese Richtung. Mit mechanischen Schlitzverschlüssen wären die gar nicht zu realisieren.

Das Prinzip eines elektronischen Verschlusses kommt z.B. bei videofähigen Digitalkameras zum Einsatz. Herkömmliche CMOS-Sensoren werden allerdings typischerweise pixel- und zeilenweise ausgelesen. Dadurch ergibt sich ein "rolling shutter"-Effekt, ähnlich wie man das auch bei Schlitzverschlüssen kennt, wenn diese mit Zeiten unterhalb ihrer X-Blitzsynchronisationszeit arbeiten, wo der mechanische Verschluß zu keiner Zeit komplett offen ist, sondern nur noch ein mehr oder weniger breiter Spalt über das Filmfeld huscht. Solange sich das Objekt in Bezug auf die Kamera nicht bewegt, ist das nicht weiter problematisch, aber je größer die Bewegung und je langsamer die Ausleserate ist, desto eher treten Bewegungsartefakte auf, die z.T. sehr bizarre Formen annehmen und mitunter eine Aufnahme auch komplett unbrauchbar machen können. Es gibt zwar Sensoren, die einen sog. global shutter implementieren, bei denen also der komplette Bildinhalt zeitgleich "ausgelesen" werden kann und erst dann in die Kameraelektronik übertragen wird, aber dies stellt zumindest bei CMOS-Sensoren derzeit noch die Ausnahme dar. Da Sony angekündigt hat, daß sie Video erst dann einführen wollen, wenn sie es "richtig" hinbekommen, darf man vielleicht hoffen, daß sie dafür einen CMOS-Sensor mit global shutter und einer hohen Ausleserate vorbereiten.

Angenommen, die technischen Probleme wären in Bälde gelöst, hätte ein elektronischer Verschluß auf Basis eines entsprechenden CMOS-Sensors eine ganze Reihe handfester Vorteile gegenüber einem mechanischen Verschluß. Ich will hier nur mal einen Ausblick geben, was damit möglich wäre, wobei das natürlich auch noch von der Implementierung im Detail abhängt:
Möglichkeit für Liveview und VideoMöglichkeit für Kontrast-AF direkt ab Hauptsensor. (Mit ein wenig Zusatzaufwand wäre auch Phasen-Detektions-AF direkt vom Hauptsensor möglich.)Objektverfolgung und Autofokus nicht nur vor der Aufnahme, sondern kontinuierlich auch noch während der Aufnahme selbst, damit sicherere Belichtungsmessung und verbessertes AF-Tracking bewegter ObjekteTTL-Belichtungsmessung direkt ab Hauptsensor, statt über separate Belichtungsmeßzellen, damit komplexere Mehrfeldmessung (bis runter auf Pixelebene) möglich"Autodynamische" TTL-Belichtungsmessung noch während der Aufnahme selbst, für Dauerlicht als auch für Blitzlicht und in Kombination mit MehrfeldmessungKürzere Blitzsynchronisationszeiten unterhalb der 1/250s bis runter zur kürzesten Verschlußzeit auch ohne Zwang zu HSS und P-TTL, damit problemloses Aufhellblitzen (auch ohne Geisterbilder) und Blitzportraits mit Offenblende auch bei hellstem Sonnenschein Irgendwann in ferner Zukunft vielleicht auch noch kürzere Verschlußzeiten als 1/8000s.Möglichkeit der Wiedereinführung von TTL-OTF- und P-TTL-OTF-Blitzlichtmessung auch bei Digitalkameras (als TTL-OTS) und in der Folge davon erheblich belichtungssicherere Blitzlichtaufnahmen als mit P-TTL und ADI allein. Daneben wäre technisch auch eine vollständige Rückwärtskompatibilität mit alten Minolta-Blitzgeräten ab 1985 erreichbar (obwohl ich leider glaube, daß Sony die nicht anstreben würde). Ohne P-TTL gäbe es auch keine Probleme mehr mit geschlossenen Augenlidern bei Portraits, mit verschreckten Tieren, mit Blitzaufnahmen bei sich schnell ändernden Umgebungsbedingungen oder Problemen bei der Auslösung von Servo-Blitzgeräten, ohne daß man bei TTL-OTS auf die Vorteile von P-TTL verzichten müßte (Mehrfeldmessung, sehr kurze Belichtungszeiten, für die bisher HSS notwendig war).Ohne HSS keine vergeudete Blitzenergie für Linearblitze mehr und damit erheblich vergrößerte Blitzreichweite bei kurzen Verschlußzeiten, gleichzeitig höhere Blitz-BatterielebensdauerMöglichkeit für neue Formen elektronischer Rauschunterdrückung bei längeren Verschlußzeiten durch Multisampling/Multiexposureeinfache Möglichkeit für klassische MehrfachbelichtungenMöglichkeit einer elektronischen Bildstabilisierung ohne beweglichen Sensor (unter Verlust an Auflösung)Möglichkeit für neuartige Effekte durch eine Kombination von Standbild mit Bewegtbildern, für Zeitdehnungsaufnahmen mit/ohne StroboblitzMöglichkeit für Pre- und Postrecording, d.h. wenn man den "richtigen Moment" nicht genau trifft, läßt sich der richtige Moment in einem kleinen Fangbereich noch nachträglich bestimmen.Durch schnelle Ausleserate Unterstützung für Sweep-3D-BilderGeringerer StromverbrauchKeine komplizierte mechanische Konstruktion, die Platz kostetGeringerer Verschleiß und damit höhere ZuverlässigkeitGeringere GeräuschentwicklungGeringerer Preis
Ein solcher Sensor würde also auch viele Möglichkeiten eröffnen, die man nicht nur für LiveView und Video gebrauchen kann (wobei mich letzteres bekanntermaßen herzlich wenig interessiert), sondern die auch für die klassische Fotografie nützlich sind.

Viele Grüße,

Matthias

ZITAT(matthiaspaul @ 2010-07-05, 12:25) ZITAT(Heiner @ 2010-07-04, 18:52) Habe ich das richtig verstanden, statt mechanischer Verschluß, ist ein elektronischer realisierbar?[/quote]
Möglichkeit für Liveview und VideoMöglichkeit für Kontrast-AF direkt ab Hauptsensor. (Mit ein wenig Zusatzaufwand wäre auch Phasen-Detektions-AF direkt vom Hauptsensor möglich.)Objektverfolgung und Autofokus nicht nur vor der Aufnahme, sondern kontinuierlich auch noch während der Aufnahme selbst, damit sicherere Belichtungsmessung und verbessertes AF-Tracking bewegter ObjekteTTL-Belichtungsmessung direkt ab Hauptsensor, statt über separate Belichtungsmeßzellen, damit komplexere Mehrfeldmessung (bis runter auf Pixelebene) möglich"Autodynamische" TTL-Belichtungsmessung noch während der Aufnahme selbst, für Dauerlicht als auch für Blitzlicht und in Kombination mit MehrfeldmessungKürzere Blitzsynchronisationszeiten unterhalb der 1/250s bis runter zur kürzesten Verschlußzeit auch ohne Zwang zu HSS und P-TTL, damit problemloses Aufhellblitzen (auch ohne Geisterbilder) und Blitzportraits mit Offenblende auch bei hellstem Sonnenschein Irgendwann in ferner Zukunft vielleicht auch noch kürzere Verschlußzeiten als 1/8000s.Ohne HSS keine vergeudete Blitzenergie für Linearblitze mehr und damit erheblich vergrößerte Blitzreichweite bei kurzen Verschlußzeiten, gleichzeitig höhere Blitz-BatterielebensdauerMöglichkeit für neue Formen elektronischer Rauschunterdrückung bei längeren Verschlußzeiten durch Multisampling/MultiexposureMöglichkeit einer elektronischen Bildstabilisierung ohne beweglichen Sensor (unter Verlust an Auflösung)Möglichkeit für neuartige Effekte durch eine Kombination von Standbild mit Bewegtbildern, für Zeitdehnungsaufnahmen mit/ohne StroboblitzMöglichkeit für Pre- und Postrecording, d.h. wenn man den "richtigen Moment" nicht genau trifft, läßt sich der richtige Moment in einem kleinen Fangbereich noch nachträglich bestimmen.Durch schnelle Ausleserate Unterstützung für Sweep-3D-BilderGeringerer StromverbrauchKeine komplizierte mechanische Konstruktion, die Platz kostetGeringerer Verschleiß und damit höhere ZuverlässigkeitGeringere GeräuschentwicklungGeringerer Preis
Matthias
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Hallo Matthias,
das klingt ja beinahe nach Eierlegender Wollmilchsau. Da könnten ja diverse Unzulänglichkeiten der heutigen Kameratechnik technisch sehr ellegant beseitigt werden. Und das bei vermutlich deutlich geringeren Produktionskosten, wenn man einen mechanischen Verschluß einsparen und noch einige andere Features auf dem Sensor vereinen kann. (Aber wie sieht es denn dann mit dem Spiegel aus - irgendwie scheint er bei bei den Möglichkeiten die aus der Aufzählung hervorgehen eher zu stören?)

Und was sind denn "Sweep-3D-Bilder"?

Grüße

Heiner

ZITAT(Heiner @ 2010-07-05, 13:37) (Aber wie sieht es denn dann mit dem Spiegel aus - irgendwie scheint er bei bei den Möglichkeiten die aus der Aufzählung hervorgehen eher zu stören?)[/quote]
Der Spiegel wird für einen optischen Sucher und für Phasendetektions-AF benötigt, solange letzterer noch nicht über den Hauptsensor realisiert werden kann - wie gesagt, das erfordert noch ein bißchen mehr, aber vielleicht versteht Suzuki das ja bereits unter "range measurement"? (Andererseits, die Gerüchte um Kameras mit halbdurchlässigen Spiegeln (half mirror aka translucent mirror aka transflexive mirror aka pellicle mirror aka Pellix) zielen vielleicht auch gerade in diese Richtung - als Vorstufe sozuzusagen.)

Angenommen, die letztere Hürde (Phasendetektions-AF ab Hauptsensor) wäre irgendwann genommen (Sony hat ein Patent US 2009/0225217 darauf (http://www.google.com/patents/about?id=qJvIAAAAEBAJ) und auch Fujifilm macht hier z.B. vor, wie es geht: http://www.dpreview.com/news/1008/10080505fujifilmpd.asp), bräuchte man zumindest den Hilfsspiegel hinter dem Hauptspiegel nicht mehr. Und wenn man auch auf den optischen Sucher verzichten mag, dann kann man auch auf den Hauptspiegel verzichten.

Die Frage ist allerdings, ob man auf einen optischen Sucher in solchen "DSLR-ähnlichen" Kameras wirklich wird verzichten wollen. Ich persönlich habe arge Bauchschmerzen bei dem Gedanken an eine Kamera ohne optischen Sucher. Ich sehe zwar eine ganze Reihe faszinierender Möglichkeiten, die sich durch einen elektronischen Sucher ergeben (z.B. flexible Einblendungen ins Bild, statt starre LED-Anzeigen und nur wenige wechselbare Einstellscheiben, oder ein helleres Sucherbild auch bei Dunkelheit, Wasserwaage / künstlicher Horizont), aber ich sehe auch gravierende Nachteile gegenüber einem hochwertigen optischen Sucher (z.B. eine niedrigere Darstellungsqualität, keine Möglichkeit für eine Mattscheibe mit Schnittbildindikator, mangelnde Echtzeitfähigkeiten des Sucherbildes durch Bewegungs- und ggfs. Kompressionsartefakte und die Verzögerungszeit von der Aufnahme bis zur Anzeige, die dem Fotografen bei schnell bewegten Motiven oder Aufnahmen, wo es auf den richtigen Moment ankommt, einen Strich durch die Rechnung machen kann, in jedem Fall aber auch den erheblich höheren Stromverbrauch).

Bei den kleinen DSLR-Modellen mit ihren winzigen und zumeist schlechten Suchern für das APS-C-Format werden vermutlich bald die Vorteile eines elektronischen Suchers überwiegen, aber bis ein elektronischer Sucher die Qualität eines hochgezüchteten Spiegelreflexsuchers wie in der DSLR-A850 oder DSLR-A900 erreicht, dürfte noch einige Zeit vergehen.

Deshalb würde ich mir zumindest bei den großen Modellen eine (umschaltbare) Hybridlösung wünschen, weiß aber nicht so recht, wie man das ohne Abstriche an die optische Qualität bei halbwegs vorgegebenem Gehäusevolumen realisieren kann. Wenn ich mir so ein massives Glasprisma anschaue, nimmt das doch einiges an Platz in der Kamera ein. Mit einem hohlen Porroprisma aus Spiegeln ginge das sicherlich, aber dann ist die optische Qualität sowieso schon so viel schlechter als mit einem Glasprisma, daß man fast auch ganz darauf verzichten kann.
Persönlich würde ich aber wohl trotzdem lieber auf einen elektronischen Sucher verzichten wollen, als eine Kamera ohne optischen Sucher anzuschaffen - schließlich wäre ein Großteil der neuen Funktionen bei Bedarf auch über das Rückwanddisplay zugänglich, und ggfs. könnte man noch einen elektronischen Zusatzsucher irgendwo andocken (Blitzschuh? Spezialbrille?) - der elektronische Sucher muß ja nicht zwangsweise unmittelbar über dem "Spiegelkasten" sitzen wie ein optischer Sucher...

http://www.mi-fo.de/forum/index.php?showto...st&p=265594

Der Wegfall des Spiegels oder - persönlich bevorzugt - zumindest ein mit Live-Bild nutzbarer Betriebsmodus, in dem er bei Bedarf beliebig lange hochgeklappt verharren könnte, würde weitreichende Konsequenzen haben, da damit auch diverse andere spiegelreflexprinzipbedingte Designbeschränkungen aufgehoben würden. Kein Spiegelschlag mehr (kein Grund mehr für MLU), Möglichkeit, alte, tief in den "Spiegelkasten" hineinragende Objektive zu adaptieren, die sonst mit dem Spiegel kollidieren würden, neuartiger blitzschneller, leiser, feinfühliger und damit videotauglicher Autofokusantrieb über einen verschiebbaren Sensor (voll rückwärtskompatibel mit bisherigen Objektiven inklusive Stangen-AF-Objektiven), nur um einige Dinge zu nennen.

Es gibt also ein paar konstruktionsbedingte Beschränkungen in der derzeitigen Implementierung einer Spiegelreflexkamera, von denen ich glaube, daß sie durch neuartige Ansätze in den kommenden Jahren Schritt für Schritt überwunden werden können, um so eine Kamera zu ermöglichen, die zwar keine Spiegelreflexkamera im technisch korrekten Sinne mehr ist, aber - hoffentlich - ganz ähnlich gehandhabt werden kann und die Bereiche, die eine Domäne der bisherigen Spiegelreflexfotografie sind, mindestens gleichgut abdeckt, aber letztlich auch Neuland erobert - Video gehört sicherlich dazu (für mich nicht), aber eben auch vieles andere.
Ich hoffe nur, daß dabei - aus Unwissen oder Unachtsamkeit - nicht auch viele bisher als selbstverständlich angesehene Errungenschaften heutiger Spiegelreflexkameras mit über Bord gekippt werden. Einerseits sehe ich da bei Sony großes Potential, technisch voranzuschreiten, andererseits habe ich Angst davor, daß Sony als Newcomer (und letztlich als "Greenhorn" in Sachen Spiegelreflexfotografie) eben auch viel Wichtiges vergessen wird, weil sie nicht zuhören und sich nicht - oder falsch - beraten lassen...
ZITATUnd was sind denn "Sweep-3D-Bilder"?[/quote]
Das wird mit der neuen Firmware bei den NEX-Gehäusen realisiert und heißt wohl offiziell 3D Sweep Panorama. Um eine 3D-Aufnahme zu machen, mußt Du normalerweise von zwei leicht versetzten Kamerastandorten aus fotografieren, idealerweise zeitgleich. Sony löst das, indem die Kamera geschwenkt wird und dabei in schneller Folge mehrere Aufnahmen gemacht werden. Daraus wird dann ein 3D-Bild berechnet.

http://www.mi-fo.de/forum/viewtopic.php?t=27090

Viele Grüße,

Matthias

"Einerseits sehe ich da bei Sony großes Potential, technisch voranzuschreiten, andererseits habe ich Angst davor, daß Sony als Newcomer (und letztlich als "Greenhorn" in Sachen Spiegelreflexfotografie) eben auch viel Wichtiges vergessen wird, weil sie nicht zuhören und sich nicht - oder falsch - beraten lassen..."

Dahingehend hege ich auch so meine Befürchtungen. Sony geht die Sache gerne etwas zu radikal an.

Und angesichts der Tatsache, dass A7?? ziemlich lange auf sich warten lässt, könnte man ableiten, dass sie zienmlich viel auf einmal ziemlich neu machen wollen. (Oder aber, dass die beschränkten Entwicklungskapazitäten bisher durch die Nexen blockiert waren, die aber von der Bedienung her ja auch nicht gerade für Fotografen gemacht erscheinen ...).

HH.

ZITAT(Heiner @ 2010-07-13, 17:10) ...

Und angesichts der Tatsache, dass A7?? ziemlich lange auf sich warten lässt, könnte man ableiten ... dass die beschränkten Entwicklungskapazitäten bisher durch die Nexen blockiert waren, die aber von der Bedienung her ja auch nicht gerade für Fotografen gemacht erscheinen ...).

HH.[/quote]

Irgendwo war doch mal ein Interview im Netz, in dem Katsumoto erwähnt hat, dass man für die NEX Firmware Leute aus der Playstation-Abteilung beigezogen hat?!? (Mangel an Fachkräften im Alpha-Team)

Oder war es jemand anders aus der DSLR-Abteilung, der das verlauten liess? ... aber an das entsprechende Statement erinnere ich mich noch ziemlich genau

Gr Steve

Hier gibt es übigens einen Plenarvortrag, den Tomoyuki Suzuki, Deputy President, Semiconductor Business Group, Sony Corporation, Japan, auf der 2010 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), die Anfang Februar 2010 im Marriott Marquis Hotel, San Franzisco, USA, unter dem Motto "Sensing the Future" stattfand, gehalten hat:

http://isscc.org/doc/2010/ISSCC_PressKit_2010.pdf
ZITATPaper 1.3:
"Challenges of Image Sensor Development"
Tomoyuki Suzuki, Senior Vice President, Sony, Atsugi, Kanagawa, Japan

The semiconductor industry has been pushed by successes in digitalization and computerization. And now, is further encouraged by successes in networking.Image digitalization has been an important part of these successes.Currently, and in the future, image sensors have been, and will remain, key elements in these developments.Digital cameras were initiated in 1969 by the invention at Bell Laboratories of CCD image sensors, (for which the Nobel Prize was granted in 2009), and extended by them and others through the mid 1970s, leading to the first video cameras in the mid-1980s.Still camera use expanded into the 21st century, with high resolution capability increasingly demonstrated, leading in 2005 to an HD digital video camera which was able to record a 1080i high-definition image using CMOS image sensors!As CMOS image sensors achieve higher performance and higher speed, the use of CMOS-equipped D-SLR and cell-phone cameras is expanding.Over the past 25 years, camera size has decreased by a factor of 500, as a result of pixel miniaturization, with image-sensor photosensitivity improving by ten-fold per decade.These advances were brought about by the use of an n-type substrate to reduce pixel size, and to implement electronic-shutter function, as well as, a Tungsten light shield to reduce the smear signal to 100dB for a pixel size of 3.9μm. Such developments led to the 2M pixel digital still camera in 1999.Beginning in 1998, high-speed imaging development at Sony emphasizing increased read-out speed through parallelism, led to the 10M pixel CMOS image sensor providing more than 70dB dynamic range with a high-speed read-out of 576M pixels/s.This imager which can also be operated with a 16:9 aspect ratio in a 6M pixel mode at 60 frames/s, utilizes column ADCs, and a back-illuminated structure. This design is currently impacting digital still and video cameras, and will dominate the cell-phone market in the future.The presentation will include milestones in the development of the CMOS image sensor such as ―3D ―4Kx2K ―global shutter and describe new materials, new structures, and new processes to be employed.[/quote]
Der dreiviertelstündige Videovortrag (in englischer Sprache) kann hier heruntergeladen werden:

http://isscc.org/videos/2010_plenary.html#session1
http://isscc.org/media/2010/2010_Plenary_Session_3.flv (Flash-Video - über 50 MB lang!

Eine Nachlese und ein Interview zu dem Vortrag findet sich hier:

http://www.sony.net/Products/SC-HP/cx_news.../sideview60.pdf

Viele Grüße,

Matthias

ZITAt (matthiaspaul @ 2010-07-13, 12:30) Angenommen, die letztere Hürde (Phasendetektions-AF ab Hauptsensor) wäre irgendwann genommen (Sony hat ein Patent US 2009/0225217 darauf (http://www.google.com/patents/about?id=qJvIAAAAEBAJ) und auch Fujifilm macht hier z.B. vor, wie es geht: http://www.dpreview.com/news/1008/10080505fujifilmpd.asp), bräuchte man zumindest den Hilfsspiegel hinter dem Hauptspiegel nicht mehr. Und wenn man auch auf den optischen Sucher verzichten mag, dann kann man auch auf den Hauptspiegel verzichten.[/quote]
Zu diesem Patent haben wir auch noch einen eigenen Thread:

http://www.mi-fo.de/forum/viewtopic.php?t=25981

Viele Grüße,

Matthias