Foveon Xот Foveon
Калифорнийская компания Foveon — совместное предприятие компаний National Semiconductor и Synaptics — была основана в 1997 году Карвером Мидом (Carver Mead), одним из пионеров технологии полупроводниковых микросхем и соавтором архитектуры VLSI (или СБИС, «схемы сверхбольшой интеграции»). Можно утверждать, что именно Foveon является создателем оригинальной технологии, применяемой в цифровой фотографии.
Структуру матрицы Foveon Х3 можно сравнить с трехслойным пирогом. В основе технологии производства и применения матриц, разработанных компанией Foveon, лежит известное дисперсное свойство кремния поглощать свет с интенсивностью, зависящей от длины волны на разной глубине кристалла. Синий цвет, имеющий самую короткую длину волны, поглощается раньше других, и «синий» фотодетектор (специальный слой матрицы) находится ближе всего к поверхности кристалла. Самые длинные — красные — волны поглощаются в последнюю очередь, поэтому фотодетекторы, настроенные на красный цвет, находятся глубже всего. Ну а «зеленые» детекторы расположены в середине.
Таким образом, матрица обрела «третье измерение» и стала похожа на трехслойный пирог. Очевидно, что подобное решение позволяет увеличить разрешающую способность сенсоров: ведь теперь детекторы, настроенные на один цвет, не разбросаны по всей поверхности матрицы, а просто лежат друг под другом. Поэтому название нового сенсора — Foveon Х3 — подчеркивает его «трехмерность» или «трехцветность». По оценкам специалистов, из-за отказа от использования мозаичного фильтра, разлагающего свет на три составляющие, чувствительность сенсоров матрицы Foveon Х3 должна была увеличиться. И, как и в случае перехода от CMOS-матриц к Super-CCD-матрицам, с увеличением чувствительности сенсоров должен уменьшаться и цветовой шум, поскольку уровень полезного сигнала становится выше.
Однако с учетом эффекта поглощения света при прохождении его через кристалл кремния выигрыш в светочувствительности оказался не столь значительным, как это представлялось вначале.
Вероятно, Foveon пришлось использовать оригинальные алгоритмы коррекции получаемого цветного изображения (тем более что применяемые алгоритмы были существенно проще, поскольку вместо сопоставления цветов соседних сенсоров по всей поверхности матрицы достаточно было коррекции интенсивности каждого цвета). В результате электроника цифровой камеры упростилась. Разработчики сенсора Foveon Х3 отмечали еще одно интересное свойство своего детища — изменяемый размер пикселя (Variable Pixel Size). Малый его размер позволял делать снимки высокого разрешения и качества, а больший — давал возможность снимать при слабом освещении. Кроме того, способность сенсоров легко менять разрешение матрицы позволяла создавать «гибридные» камеры, одинаково хорошо выполняющие как статичные фотографии с высоким разрешением, так и видео с меньшей детализацией картинки. При этом объединение сенсоров в пиксели могло производиться программно, без смены самой матрицы.
Foveon X3
Зная о недостатках своего детища — матрицы Foveon X3, калифорнийские инженеры в конце 2003 года представили на суд общественности усовершенствованную версию фотодатчика Foveon X3 Pro 10M. Новая матрица отличалась от прежней версии в первую очередь тем, что каждый ее сенсор был дополнительно «накрыт» микролинзой. Это усовершенствование позволило существенно повысить восприимчивость сенсоров и, как следствие, резко улучшить цветопередачу фотографируемого объекта. Имея 3,46 млн сенсоров в каждом слое матрицы, новый фотодатчик Foveon X3 Pro 10M содержал 10,6 млн чувствительных элементов — в три раза больше, чем CMOS- или CCD-аналоги. Однако это не делало его 10-мегапиксельным, так как из-за неизбежных потерь мощности при прохождении светового потока через слои и фильтры фиксируемая картинка давала примерно 70% того качества, которого можно было ожидать от матрицы с 10 млн сенсоров. Таким образом, разрешение нового фотодатчика было примерно эквивалентно 7-мегапиксельному CMOS- или CCD-аналогу. Именно поэтому компания Foveon весьма аккуратно обходила вопрос о разрешении Foveon X3 Pro 10M, подчеркивая, что поскольку фотодатчик был построен на основе уникальной технологии, то и мерить его достоинства нужно уникальными «линейками».Новая матрица нашла свое применение в цифровой зеркальной фотокамере Sigma Digital SLR SD10.
