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21.02.2002

21:25 Uhr

Kamera-Chip garantiert Farbechtheit

Sensor erhöht die Qualität in der Digitalfotografie

VonHeinz Schmitz und Hans Schürmann

Der amerikanische Halbleiterhersteller Foveon hat einen Fotochip entwickelt, der die Qualität von Farbaufnahmen mit digitalen Kameras deutlich verbessert. Können die Farben bislang nur annähernd genau wiedergegeben werden, speichert der neue Chip die exakte Farbinformation in jedem einzelnen Bildpunkt.

HB DÜSSELDORF. Digitale Fotografie mit einer bisher unerreichten Farbqualität: Das verspricht das amerikanische Unternehmen Foveon. Möglich macht dies eine neue Chiptechnologie, mit der die Farbinformationen gespeichert werden. Eine erste Kamera, die mit dieser Technik arbeitet, wird auf der amerikanischen Fotomesse PMA vorgestellt, die vom 24. bis 27. Februar in Orlando veranstaltet wird. Die Spiegelreflexkamera des japanischen Objektiv- und Kameraherstellers Sigma soll wenige Monate später bereits in den deutschen Handel kommen.

Mit der neuen Technik werden die Aufnahmeeinheiten für die Farben nicht wie bisher nebeneinander, sondern untereinander angeordnet. Möglich ist das durch eine Besonderheit des Werkstoffs Silizium: Je nach Eindringtiefe des Lichts wird eine andere Farbe aus dem Farbspektrum absorbiert. Diese Materialeigenschaft ist zwar schon seit über 20 Jahren bekannt und durch ein Kodak-Patent aus dem Jahr 1978 abgesichert, jedoch war es bis vor kurzem nicht möglich, die theoretischen Erkenntnisse in Produkte umzuwandeln.

Exakte Farbinformation in jedem Pixel

Das ist dem Halbleiterpionier und Foveon-Gründer Carver Mead nun gelungen. Zusammen mit seiner Entwicklungsmannschaft hat Mead lichtempfindliche Zellen exakt in den Bereichen des Trägermaterials Silizium platziert, in dem jeweils die Farbe Rot, Grün oder Blau aktiv ist. Da die Strukturen für alle anderen Lichtbestandteile transparent sind, können die Lichtrezeptoren übereinander liegen. Die Farbe eines Pixels ergibt sich dann aus der Mischung der drei Signale, die die Grundfarben repräsentieren. Der neue Chip wird bereits in der billigeren CMOS-Technik in Serie gefertigt und mit der Produktbezeichnung X3 auf dem Markt angeboten.

Gegenwärtig arbeiten 90 % aller digitalen Fotoapparate mit so genannten CCD (Charge-Coupled-Devices-)Bildsensoren, die auf einem Chip schachbrettartig angeordnet sind. Diese sind nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch farbenblind. Damit trotzdem bunte Bilder entstehen, werden Mosaike aus Farbfiltern vor die einzelnen Elemente angeordnet.

Aus den Farbinformationen berechnet die Kamera dann die echte Farbe des Bildpunktes. Das bedeutet, dass eine Kamera mit vier Millionen Pixeln eigentlich nur eine Million echte Farbpunkte hat, die Werte zwischen den Punkten werden vom Chip mittels komplexer mathematischer Verfahren errechnet. Dass mit dieser Methode nicht die exakten Farbtöne erfasst werden, zeigt sich dann vor allem an den Farbverläufen eines Fotos. Im Extremfall werden sogar falsche Farben wiedergegeben.

Eine Kamera für Profis

"Für Profifotografen ist das oft nicht akzeptabel - besonders wenn sie Aufnahmen für Marketingkampagnen schießen", weiß Harald Bauer, Serviceleiter der deutschen Sigma-Niederlassung aus zahlreichen Gesprächen mit den Fotografen. Der japanische Kamerahersteller will die erste digitale Spiegelreflex-Kamera mit X3-Chip Ende Mai auch auf dem deutschen Markt anbieten.

Die Kamera konkurriert mit digitalen Profikameras, die von Canon, Nikon oder Fujifilm angeboten werden. Der Chip im Sigma-Modell SD9 wird mit einer Bildauflösung von 3,45 Megapixeln ausgestattet sein. "Das entspricht auf Grund der höheren Auflösung in drei Schichten in etwa einer Kamera mit 5 Millionen Pixel", sagt Bauer. Experten schätzen, dass das Sigma-Modell SD9 rund 3 000 $ kosten wird. Mit dem neuen Fotochip wird jedoch nicht nur die Farbqualität in der digitalen Fotografie verbessert: Die Bilder werden auch noch schneller aufgenommen, da keine Zeit mehr für die Berechnung der Farben benötigt wird.

Foveon-Marketing-Chef Eric Sarakow glaubt daher, dass der X3-Chip bald auch in Videokameras verwendet werden wird. Und es wird sicher nicht lange dauern, dann wird die neue Bildqualität auch in kompakten Digitalkameras Einzug halten, die heute zwischen 500 und 1 000 Euro angeboten werden. Schließlich wird Foveon vom Halbleitergiganten National Semiconductor finanziert. Der Chiphersteller hält 50 % der Firmenanteile und hat die Fertigung des X3 übernommen.

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