Quad Bayer против Quad Pixel AF

Датчик Olympus OM-1 имеет 80 миллионов фотодиодов, которые используются для получения 20-мегапиксельных изображений и определения фазы X-типа по всему датчику. Это иногда ошибочно называют четырехъядерным дизайном Байера. Однако это не так, поэтому мы рассмотрим, как работают эти две разные системы, чем они отличаются, и подумаем, почему ни один из ILC, которые, как известно, используют датчики Quad Bayer, не раскрывает эту информацию.

Что такое квадробайер?

Sony Semiconductor разработала технологию под названием Quad Bayer, изначально предназначенную для использования в смартфонах.

Схема Quad Bayer (справа) использует увеличенную версию обычного шаблона Bayer (слева). Каждое цветовое пятно распространяется на четыре фотодиода, перед каждым из которых находится собственная микролинза.

Он использует шаблон цветового фильтра Байера, но каждый цветной участок распространяется на четыре фотодиода, а не на один. Каждый фотодиод имеет свою микролинзу, поэтому при необходимости его можно использовать как отдельный пиксель.

Это позволяет использовать датчик тремя различными способами, в зависимости от того, является ли ваш приоритет производительностью при слабом освещении, способностью справляться с высококонтрастными сценами или попыткой извлечь из сцены как можно больше деталей:

Как вы можете себе представить, первые приложения этой технологии были в смартфонах, где она использовалась для обхода недостатков слабого освещения и динамического диапазона крошечных пикселей на маленьких сенсорах. У Samsung есть собственная версия под торговой маркой Tetracell и вариант с девятью фотодиодами на цвет под названием Nonacell.

Этот трехрежимный подход имеет прямые параллели с системой Super CCD EXR от Fujifilm, которая впервые появилась еще в 2009 году. В ней, по существу, использовалась удвоенная (со смещением на 1/2 пикселя) байеровская диаграмма, а не полная четырехкратная конструкция, поэтому предлагалось меньше деталей в изображении. его режим высокого разрешения, но принцип очень похож.

Для режима высокого разрешения предпринимается попытка «перемозаизировать» выходные данные Quad Bayer в данные, подобные байеровским. Этот процесс несовершенен. Стоит отметить, что Sony описывает это как «концептуальную» диаграмму. Данные с измененной мозаикой не будут иметь цветового разрешения обычного датчика Байера с тем же количеством пикселей. Изображение: адаптировано из диаграммы Sony Semiconductor.

Интересно, что есть доказательства того, что датчики Quad Bayer используются в Panasonic DC-GH5S и Sony a7S III. Ни одна из компаний не признает этого и не показывает каких-либо внешних признаков использования чего-либо, кроме бинированного (слабого освещения) режима. Однако тот факт, что обе камеры очень ориентированы на видео, повышает вероятность того, что они используют высококонтрастный режим HDR для захвата дополнительных бликов одновременно со средними тонами и тенями (подход, который позволяет избежать любой разницы во времени между двумя захватами, что делает его идеальным). для видео).

Мы обратились к обеим компаниям за комментариями по выбору датчиков в этих моделях, но ни одна из них не уточнила, являются ли датчики Quad Bayer*.

Что такое Quad Pixel AF?

В системе четырехпиксельной автофокусировки OM-1 также используются цветные фильтры, расположенные на четырех фотодиодах, но перед каждой четверкой фотодиодов используются одиночные большие микролинзы, питающие систему фазового автофокуса X-типа. Sony Semiconductor продвигает аналогичную систему под названием «2x2 OCL Quad Bayer», и в настоящее время она используется в некоторых флагманских смартфонах.

Однако это не то, что происходит в OM System OM-1. Как и датчик Quad Bayer, система автофокусировки Quad Pixel использует шаблон цветового фильтра Байера, в котором каждое цветное пятно распространяется на четыре фотодиода, а не на один. Однако OM-1 имеет большие микролинзы, которые проходят через эти группы из четырех фотодиодов.

Этот дизайн имеет прямые параллели с системой автофокусировки Canon Dual Pixel. Но вместо того, чтобы смотреть влево и вправо по 1/2 пикселя, OM-1 имеет 1/4 пикселя вверх/влево, вверх/вправо, вниз/вправо и вниз/влево. Это означает, что камера может получить X-образную чувствительность автофокусировки, а не только горизонтальную чувствительность системы Canon.

До сих пор мы были очень впечатлены результатами автофокусировки OM-1. Несмотря на частичный обзор сцены, полученный каждым фотодиодом, чтобы дать системе автофокусировки ощущение расстояния, Sony Semiconductor предполагает, что все же можно использовать некоторые режимы Quad Bayer с компоновкой Quad Pixel AF. Однако на данный момент OM Digital Solutions, похоже, этого не делает.