Компания Sigma разрабатывает полнокадровый датчик Foveon с 2018 года, но с 2022 года в этом процессе не было серьезных подвижек. Однако генеральный директор Кадзуто Ямаки (Kazuto Yamaki) сообщил PetaPixel, что инженеры компании добились прогресса и в этом году компания должна быть готова перейти к завершающей стадии разработки.
Принцип работы матрицы Foveon
Технология Foveon использует запатентованную трехслойную структуру, в которой красный, зеленый и синий пиксели имеют свои собственные слои. В традиционных сенсорах три пикселя имеют один общий слой в виде мозаики, и камера “заполняет” недостающие цвета, благодаря соседним пикселям.
Принцип работы датчика Foveon X3 1:1:1
Поскольку каждый пиксель фотографии записывается в трех цветах, результирующая фотография должна быть более четкой, с большей точностью цветопередачи и меньшим количеством артефактов. В прошлом сенсоры Foveon использовались в серийных камерах, но они всегда были меньше полнокадровых. Компания Sigma уже почти десять лет пытается воплотить в жизнь мечту о полнокадровом сенсоре Foveon.
В 2022 году Ямаки объяснил, что процесс разработки сенсора разбит на три этапа:
Этап 1: Моделирование конструкции новой трехслойной конструкции для подтверждения того, что она будет функционировать должным образом.
Этап 2: Оценка прототипа с использованием небольшого датчика изображения с тем же размером пикселя, что и в продукте, но с уменьшенным общим количеством пикселей для проверки эксплуатационных характеристик датчика.
Этап 3: Окончательная оценка прототипа с использованием полнокадрового датчика изображения с теми же характеристиками, что и у готовой камеры, включая рекламный преобразователь и т.д.
В то время Ямаки сказал, что разработка сенсора вступила во вторую стадию, и к лету 2022 года, по его мнению, датчик должен был быть готов. Это произошло после того, как годом ранее Sigma вынуждена вернуть разработку датчика "на чертежную доску" из-за того, что были найдены критические дефекты. И сроки были сдвинуты. Два года спустя Ямаки признал, что разработка датчика не продвинулась дальше "этапа 2" а прошлой весной он сказал, что разработка постоянно откладывалась из-за технических проблем с прототипами.
«К сожалению, это заняло больше времени, гораздо больше времени, чем мы ожидали, и все откладывается, откладывается, откладывается. Потому что каждый раз, когда мы создаем прототип, мы сталкиваемся с какими-то техническими проблемами, но мы постепенно продвигаемся вперед, потому что мы уже обещали поставлять продукты с сенсором Foveon», – сказал Ямаки в интервью PetaPixel.
На выставке CP+ 2026 руководитель Sigma сообщил, что наконец достигнут прогресс: «С прошлого года мы добились некоторого прогресса и начали выявлять причину проблем. И, вероятно, в весенне-летний период мы сможем перейти к следующему этапу, но разработка все еще находится в середине».
Его команда добилась прогресса в решении самой большой технической проблемы – шума.
«Основная проблема — на самом деле их несколько — это шум. И нам нужно было найти его причину. Проблем было несколько, и мы их устраняли».
Завление, что шум является самой большой технической проблемой, с которой сталкивается Sigma, обосновано. В теории датчики Foveon должны улавливать примерно в три раза больше света, что должно привести к улучшению отношения сигнал/шум в 1,7 раза. Однако при практическом сравнении характеристики датчиков Foveon в условиях низкой освещенности не оправдывают ожиданий.
«Одним из ограничений Foveon является то, что уровень шума на изображении выше, чем у обычных датчиков», – признался инженер Шри Рамасвами в интервью в 2014 году.
Схематическое изображение пикселя в разрезе. (а)
— контрольный пиксель, (б) — пиксель с улучшенными характеристиками подавления
перекрестных помех
«Отчасти это связано с неэффективностью самой сенсорной архитектуры — возможно, часть света теряется из-за внутренних структур, разделяющих слои, — а также отчасти с обработкой, которая необходима для получения чистых цветов из довольно смешанных сигналов, которые на самом деле улавливает сенсор».
Короче говоря, добиться того, чтобы свет хорошо проходил через различные слои сенсора на каждом участке фотодиода, действительно сложно. Но существуют также проблемы с программным обеспечением, которые усугубляют ситуацию. Это предположение, но проблемы с шумом могли усилиться, когда Sigma изменила размер пикселя этого полнокадрового сенсора, что привело к проблемам, на решение которых ушло четыре года.
Но прогресс налицо, и Ямаки выразил надежду, что в этом году разработка может, наконец, выйти из стадии 2. Как бы то ни было, решение этой задачи малообъемным производством для того, что в конечном итоге станет нишевым продуктом, достойно восхищения.
