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Und?

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  1. Und?

    Autor: Thaledwyn 10.02.17 - 16:59

    Was ist an diesem Chip / dem Artikel jetzt das Besondere?

    Es gibt schon seit bestimmt 20 Jahren Chips, die sowohl im sichtbaren als auch im NIR Spektrum sehen können.

    Z.B. der Chip von Sony hier: Sony IMX249

    https://www.ptgrey.com/support/downloads/10414

    Und warum zeigt das RGB-Bild im Artikel ein schwarz-weiß Bild, wenn es angeblich doch RBG ist?



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 10.02.17 17:00 durch Thaledwyn.

  2. Re: Und?

    Autor: George99 10.02.17 - 20:36

    Und Infrarotlicht im Bereich der von FB benutzten Wellenlängen kann sowieso jede Handycam "sehen". Einfach mal mit dem Smartphone und z.B. der FB vom TV ausprobieren!

  3. Re: Und?

    Autor: Wiggy 10.02.17 - 21:16

    Thaledwyn schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Was ist an diesem Chip / dem Artikel jetzt das Besondere?
    >
    > Es gibt schon seit bestimmt 20 Jahren Chips, die sowohl im sichtbaren als
    > auch im NIR Spektrum sehen können.
    Jeder CMOS-Sensor ist auch im NIR empfindlich, das bedingt die Halbleiterphysik (wellenlängenabhängige Eindringtiefe der Photonen ins Silizium; für "richtiges" IR (Wärmebildkamera) braucht man dann anderes Material als Silizium).
    Normalerweise ist das ein unerwünschter "Dreck-Effekt" (das versaut einem nämlich z.B. die Farben, s.u.), deshalb hat praktisch jede Kamera einen IR-Filter drin (das ist i.d.R. ein spezielles Quarzglas), damit das NIR-Licht den Sensor garnicht erst erreicht (oder man kauft den Sensor nicht als Die, sondern gekapselt in einem z.B. Keramik-Package gleich mit Filterglas; so ist das üblicherweise bei Sensoren, die man von der Stange kauft).

    Das Neue am vorgestellten Sensor ist, dass dieser IR-Filter als Lackschicht direkt auf den Pixeln aufgebracht ist (also nicht als separate Glasscheibe) und elektrisch an-/abschaltbar ist. Das gibt es meines Wissens in der Form bisher nicht. Könnte schon interessant sein für bestimmte Anwendungen.

    Bzgl. s/w-Bilder im Artikel: ein Pixel weiss im Prinzip (Nischen-Ausnahme: Foveon-Sensor) nichts von Wellenlängen/Farben; es "sammelt" Photonen und misst daher erstmal nur Helligkeit. Will man Farbinfo erhalten, beschichtet man die Pixel abwechselnd mit lackbasierten Farbfiltern, die nur rot, blau oder grün durchlassen (angeordnet z.B. im Bayer-Pattern, einfach mal googlen). D.h. die Pixel können dann nur jeweils rot, grün oder blau "sehen", die Anteile der anderen beiden Farben in diesem Pixel muss man sich algorithmisch ausrechnen (z.B. Interpolation aus den Nachbar-Pixeln gleicher Farbe). Durch diese Farbfilter geht NIR-Licht aber z.T. ungehindert durch (und auch noch durch die unterschiedlichen Filter unterschiedlich stark), sodass ein NIR-Anteil Dir den rot/grün/blau-Anteil verfälscht. Wenn man das durch den Interpolationsalgo durchjagt, bekommt man seltsame Farb-Artefakte.

    D.h. bei einem Sensor mit RGB-Filter will man i.d.R. kein NIR-Licht haben, weil dann beim Berechnen der Farben Mist rauskommt; ein Farbbild macht mit NIR-Anteil keinen Sinn. D.h. bei den Bilder im Artikel hätte man eins in Farbe und das Andere in s/w bringen können (sonst kaputte Farben), das hätte nur noch mehr Nachfragen provoziert. Den Leuten von Panasonic ging es wohl primär darum, die unterschiedliche Helligkeits-Empfindlichkeit darzustellen, deshalb zwecks besserer Vergleichbarkeit 2 s/w-Bilder.

    Was mir nicht ganz klar ist (keine Zeit, die Originalquelle zu lesen), ist, ob beim vorgestellten Sensor auch die Farbfilter elektrisch deaktivierbar sind. Das Problem ist nämlich, dass die Farbfilter logischerweise die Lichtempfindlichkeit des Sensors reduzieren (es werden ja die meisten Wellenlängen weggefiltert, also Licht "weggeschmissen"); d.h. ein Farbsensor ist aus Prinzip weniger lichtempfindlich als ein s/w-Sensor. Bei Anwendungen mit wenig Licht setzt man daher meistens s/w-Sensoren ein. Man kann also nicht beides haben: Farbinfo und hohe Empfindlichkeit im gleichen Sensor. Wenn man abschaltbare Farbfilter hätte, wäre das ein Mehrwert, dann könnte man den Kamera-Modus umschaltbar machen. Aktuell muss man halt je nach Anwendung unterschiedliche Kameras kaufen.

    Grüsse,
    Wiggy
    (der in einem früheren Leben hauptberuflich Kameras entwickelt hat)

  4. Re: Und?

    Autor: Poison Nuke 10.02.17 - 23:22

    wow, das ist mal eine richtig gute Antwort.

    Mal eine Frage: warum gibt es eigentlich kein Konzept mit Prismen? Mit denen könnte man die Farbbereiche doch auf verschiedene Pixel aufteilen, ohne dass Licht verloren geht? Gleichzeitig könnte man das NIR Licht auch gezielt weglenken, eben weil jede Wellenlänge von einem Prisma anders gebrochen wird.

  5. Re: Und?

    Autor: Technik Schaf 10.02.17 - 23:43

    Spontan wäre meine Vermutung dass du mit einem Prisma kein Bild mehr abbilden kannst. Trifft auf ein Pixel jetzt blaues Licht von Position a oder ist es grünes von Position b

  6. Re: Und?

    Autor: Apfelbrot 11.02.17 - 03:49

    Technik Schaf schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Spontan wäre meine Vermutung dass du mit einem Prisma kein Bild mehr
    > abbilden kannst. Trifft auf ein Pixel jetzt blaues Licht von Position a
    > oder ist es grünes von Position b

    Es gibt doch schon seit Ewigkeiten Kameras mit Prismen und einem Sensor je Farbe

  7. Re: Und?

    Autor: AllDayPiano 11.02.17 - 08:46

    Poison Nuke schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > wow, das ist mal eine richtig gute Antwort.
    >
    > Mal eine Frage: warum gibt es eigentlich kein Konzept mit Prismen? Mit
    > denen könnte man die Farbbereiche doch auf verschiedene Pixel aufteilen,
    > ohne dass Licht verloren geht?

    Die Brechung der verschiedenen Wellenlängen unterscheidet sich nur sehr wenig. Daher wird das kaum funktionieren.

    Panasonic hatte früher ein Konzept namens "3CCD". Da wurde über ein Strahlenteilerprisma versucht, die drei Farben auf 3 CCD-Sensoren aufzuteilen. Ich persönlich konnte da nie einen Unterschied sehen, zumal gerade im Mischbereich die Aufteilung natürlich nur sehr schlecht funktioniert. Man muss dafür also das Spektrum auf Hauptbereiche reduzieren.

    Wie wenig sich der Brechungsindex bei verschiedenen Wellenlängen verändert, kann man nebenbei sehr gut bei der chromatischen Abberation sehen. Es ist "nur ein bisschen".

    > Gleichzeitig könnte man das NIR Licht auch
    > gezielt weglenken, eben weil jede Wellenlänge von einem Prisma anders
    > gebrochen wird.

    Man bekommt das NIR optisch nicht hart genug abgegrenzt. Es ist ja auch ein fließender Bereich zwischen Rot, und Nahinfrarot.

  8. Re: Und?

    Autor: Komischer_Phreak 12.02.17 - 09:45

    Wiggy schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Thaledwyn schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Was ist an diesem Chip / dem Artikel jetzt das Besondere?
    > >
    > > Es gibt schon seit bestimmt 20 Jahren Chips, die sowohl im sichtbaren
    > als
    > > auch im NIR Spektrum sehen können.
    > Jeder CMOS-Sensor ist auch im NIR empfindlich, das bedingt die
    > Halbleiterphysik (wellenlängenabhängige Eindringtiefe der Photonen ins
    > Silizium; für "richtiges" IR (Wärmebildkamera) braucht man dann anderes
    > Material als Silizium).
    > Normalerweise ist das ein unerwünschter "Dreck-Effekt" (das versaut einem
    > nämlich z.B. die Farben, s.u.), deshalb hat praktisch jede Kamera einen
    > IR-Filter drin (das ist i.d.R. ein spezielles Quarzglas), damit das
    > NIR-Licht den Sensor garnicht erst erreicht (oder man kauft den Sensor
    > nicht als Die, sondern gekapselt in einem z.B. Keramik-Package gleich mit
    > Filterglas; so ist das üblicherweise bei Sensoren, die man von der Stange
    > kauft).
    >
    > Das Neue am vorgestellten Sensor ist, dass dieser IR-Filter als Lackschicht
    > direkt auf den Pixeln aufgebracht ist (also nicht als separate Glasscheibe)
    > und elektrisch an-/abschaltbar ist. Das gibt es meines Wissens in der Form
    > bisher nicht. Könnte schon interessant sein für bestimmte Anwendungen.
    >
    > Bzgl. s/w-Bilder im Artikel: ein Pixel weiss im Prinzip (Nischen-Ausnahme:
    > Foveon-Sensor) nichts von Wellenlängen/Farben; es "sammelt" Photonen und
    > misst daher erstmal nur Helligkeit. Will man Farbinfo erhalten, beschichtet
    > man die Pixel abwechselnd mit lackbasierten Farbfiltern, die nur rot, blau
    > oder grün durchlassen (angeordnet z.B. im Bayer-Pattern, einfach mal
    > googlen). D.h. die Pixel können dann nur jeweils rot, grün oder blau
    > "sehen", die Anteile der anderen beiden Farben in diesem Pixel muss man
    > sich algorithmisch ausrechnen (z.B. Interpolation aus den Nachbar-Pixeln
    > gleicher Farbe). Durch diese Farbfilter geht NIR-Licht aber z.T.
    > ungehindert durch (und auch noch durch die unterschiedlichen Filter
    > unterschiedlich stark), sodass ein NIR-Anteil Dir den rot/grün/blau-Anteil
    > verfälscht. Wenn man das durch den Interpolationsalgo durchjagt, bekommt
    > man seltsame Farb-Artefakte.
    >
    > D.h. bei einem Sensor mit RGB-Filter will man i.d.R. kein NIR-Licht haben,
    > weil dann beim Berechnen der Farben Mist rauskommt; ein Farbbild macht mit
    > NIR-Anteil keinen Sinn. D.h. bei den Bilder im Artikel hätte man eins in
    > Farbe und das Andere in s/w bringen können (sonst kaputte Farben), das
    > hätte nur noch mehr Nachfragen provoziert. Den Leuten von Panasonic ging es
    > wohl primär darum, die unterschiedliche Helligkeits-Empfindlichkeit
    > darzustellen, deshalb zwecks besserer Vergleichbarkeit 2 s/w-Bilder.
    >
    > Was mir nicht ganz klar ist (keine Zeit, die Originalquelle zu lesen), ist,
    > ob beim vorgestellten Sensor auch die Farbfilter elektrisch deaktivierbar
    > sind. Das Problem ist nämlich, dass die Farbfilter logischerweise die
    > Lichtempfindlichkeit des Sensors reduzieren (es werden ja die meisten
    > Wellenlängen weggefiltert, also Licht "weggeschmissen"); d.h. ein
    > Farbsensor ist aus Prinzip weniger lichtempfindlich als ein s/w-Sensor. Bei
    > Anwendungen mit wenig Licht setzt man daher meistens s/w-Sensoren ein. Man
    > kann also nicht beides haben: Farbinfo und hohe Empfindlichkeit im gleichen
    > Sensor. Wenn man abschaltbare Farbfilter hätte, wäre das ein Mehrwert, dann
    > könnte man den Kamera-Modus umschaltbar machen. Aktuell muss man halt je
    > nach Anwendung unterschiedliche Kameras kaufen.
    >
    > Grüsse,
    > Wiggy
    > (der in einem früheren Leben hauptberuflich Kameras entwickelt hat)

    Könntest Du bitte den nächsten Artikel zum Thema Kamera schreiben?

  9. Re: Und?

    Autor: Kleba 13.02.17 - 07:51

    +1 :-) Sehr schöne Antwort!

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