LinX: multi sensor fototoestel


Fotografie » TechTalk » Fysica » LinX

LinX gebruikt meerdere sensoren waarvan het beeld gecombineerd wordt tot een beeld met een hogere kwaliteit. De individuele sensoren kunnen zowel identiek als verschillend zijn.

Bij de LinX technologie worden er verschillende kleine sensoren gebruikt in plaats van één grote. De kleine sensoren hebben een lagere resolutie (aangezien de fotodiodes al tegen de limiet aanlopen van wat fysisch mogelijk is). Door het beeld van de verschillende sensoren te combineren kan men echter een beeld met een hogere resolutie bekomen.

Eerste afbeelding:
(als er twee beelden vergeleken worden, is het eerste beeld afkomstig van een iphone 5S)
Een eerste voordeel van de LinX technologie zie je direct: de dikte van het volledig fototoestel kan verminderd worden, want de brandpuntsafstand (die de grootte van het fototoestel bepaalt) hangt af van de grootte van het gevoelig element. Voor smartphones is dit een belangrijk voordeel.

Fototoestellen in smartphones en tablets hebben geen scherpstelling (fixfocus) en geen diafragma. Er is gewoon geen plaats voor mechanische onderdelen. Men is dus beperkt tot het beeld dat de sensor levert. Voor de scherpstelling is dit geen probleem, superkleine sensoren hebben een beeld dat (min of meer) scherp is van één meter tot oneindig. Maar de afwezigheid van een diafragma heeft tot gevolg dat de sensor overstuurd kan worden als er veel licht is.

Tweede afbeelding:
De individuele sensoren moeten niet noodzakelijk identiek zijn: men kan bijvoorbeeld een sensor met een grote diafragma-opening combineren met een sensor met een kleine diafragma. De sensor met de grote opening is meer lichtgevoelig maar raakt sneller overstuurd, terwijl de sensor met de kleine opening beter presteert als er veel licht is.

het bekomen beeld heeft daarbij een hogere dynamiek dan hetgeen mogelijk is met een klassieke sensor. De LinX sensor geeft een beeld met hooglichten die niet overstuurd zijn en schaduwen die niet in de ruis verdwijnen.

Derde afbeelding:
Men kan ook een monochrome sensor combineren met een kleurensensor. De monochrome sensor is lichtgevoeliger omdat die geen kleurenmosaiek heeft en levert een meer gedefinieerd beeld omdat er geen interpolatie gebeurt. Onze ogen zijn minder gevoelig voor de kleurinformatie.

Men kan de afmeting van de fotodiodes in de monochrome sensor verder verkleinen, wat niet mogelijk is met een sensore met bayermosaiek omdat men last heeft van interferentie (men werkt hier heel dicht bij de natuurkundige limieten van de sensoren, die bepaald worden door de golflengte).

Vierde afbeelding:
Uit praktische testen is gebleken dat de lichtgevoeligheid sterk verbeterd is. De foto boven is genomen met een iphone 5S, de lichtintensiteit bedraagt 1 lux. Het beeld bevat detail en relatief weinig ruis. Het is alsof het fototoestel uitgerust is met een grotere lens. De huidige smartphone-fototoestellen hebben een beperkte lichtgevoeligheid.

Vijfde afbeelding:
Het systeem is gebaseerd op het maken van complexe berekeningen, niet op de kwaliteit van de sensoren. Met meervoudige sensoren is het ook mogelijk om een diepteschaal te berekenen (door het verschil in lokale scherpte te berekenen voor de sensor met groot en klein diafragma). Op het eeste zicht is dit een nutteloze funktie, maar met de diepte-informatie kan je een dieptezicht (berekend stereo-beeld) bekomen. Het is ook mogelijk een 3D beeld op te bouwen, nu wel beperkt, maar men verwacht dat in de toekomst het systeem multipele beelden kan combineren tot een volwaardig 3D object. Het beeld dat bekomen wordt is niet in RGB gekodeerd, maar in RGBZ (rood, groen, blauw, diepte).

De afstandsinformatie kan in spiegelreflextoestellen gebruikt worden. Reflextoestellen hebben secundaire sensoren voor het bepalen van de belichting en de afstand. Het is dus mogelijk het signaal van een dergelijke multi-sensor te gebruiken. In tegenstelling met de secundaire sensoren met de huidige technologie, kunnen deze multisensoren ook een live beeld leveren, wat heel interessant kan zijn voor video-toepassingen.

Het gebruik van meerdere fotomodules met een lagere resolutie in plaats van één compleet fototoestel leidt tot een kostenbesparing. Een hoogwaardige sensor (die een hoge resolutie, lichtgevoeligheid en dynamiek heeft) is veel duurder dan een matrix van middelmatige fotomodules. Als je een fototoestel koopt, is er altijd een compromis gemaakt tussen de kost en de beeldkwaliteit. Bij LinX worden de beelden verwerkt tot een hoogwaardige foto, gebaseerd op het signaal van middelmatige fotomodules.

Deze technologie kan ook toegepast worden op compact fototoestellen, die op dit ogenblik niet veel beter presteren dan een smartphone fototoestel. Een compact fototoestel zou dus uitgerust worden met verschillende fotosensoren. De zeer kleine sensoren hebben geen scherpstelling nodig, en ook het diafragma kan komen te vervallen. Het wordt mogelijk goedkope fototoestellen te produceren, die toch ene goed beeld leveren. Hier ook zorgt de firmware voor het samenvoegen van de individuele beelden.

Door 3 of 4 fotosensoren te gebruiken, elk met een volledige kleurfilter (en niet meer met een kleurmatrix) kan men de beperkingen van de bayerfilter omzeilen (moiré-effekt en lagere geïnterpoleerde resolutie).

Aan de andere kant is een optische zoom niet mogelijk, want iedere fotosensor zou uitgerust moeten worden met een zoommechaniek, wat een te dure oplossing zou zijn.

Omdat de LinX technologie afstandsinformatie geeft (RGBZ) is het mogelijk delen van het beeld onscherp te maken, alsof men met een dure spiegelreflex gewerkt zou hebben. De scherpteafstand en —diepte kan achteraf ingesteld worden op een computer uitgerust met de nodige software. Het beeld dat beschikbaar is, is immers scherp van 1 meter tot oneindig. Het is ook mogelijk de achtergrond volledig te vervangen door een ander beeld, zonder complexe handelingen te moeten uitvoeren (masker bepalen).



Er is veel rekenkracht nodig voor de beeldverwerking, maar een snelle processor is goedkoper dan een goede beeldsensor. De rekenkracht kan nog opgevoerd worden, terwijl men optisch aan de grenzen van de natuurkunde zitten (golflengte). De wetenschappers die voor LinX werken komen dan ook uit zeer diverse gebieden: medische en militaire toepassingen (digitale beeldverwerking), processoren en programmatie, optika,...

Deze technologie werd door Apple aangekocht. Het is de boedoeling dat Apple de techniek in de nieuwe iphonen zal gebruiken.

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren