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InVisage Quantum: Revolutionärer Bildsensor soll CMOS und CCD ablösen

Vor fünf Jahren hatte das Start-up InVisage einen neuartigen Bildsensor angekündigt, nun ist er lieferbar. Der Quantum13 soll in praktisch allen entscheidenden Punkten besser sein als herkömmliche CMOS- und CCD-Bildsensoren.

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(Bild: InVisage)

Mit dem Quantum13 hat InVisage einen neuartigen Bildsensor für Smartphones vorgestellt. Schon vor fünf Jahren hatte der Hersteller erstmals einen Sensor mit der selbst entwickelten Quantenpunkt-Technik angekündigt. Jetzt scheint die Technik martkreif zu sein, noch in diesem Quartal sollen die ersten Smartphone-Hersteller mit dem Quantum13 beliefert werden. Hierbei handelt es sich um einen 13-Megapixel-Sensor. Die neue Technik soll sich grundsätzlich nicht nur für Smartphones, sondern auch für professionelle Fotokameras und Videokameras eignen.

In einem eigens produzierten Kurzfilm zeigt der Hersteller die Bildqualität des Quantum13.

Derzeit dominieren CMOS-Sensoren den Markt, sie haben die früher ebenfalls weit verbreiteten CCD-Sensoren weitgehend verdrängt. Die QuantumFilm-Technik soll gegenüber der CMOS-Technik eine Reihe von Vorteilen haben. Die Quantenpunkte sollen wesentlich lichtempfindlicher sein als das Silizium herkömmlicher Bildsensoren. Dem Hersteller zufolge soll die Lichtaufnahme des Sensors damit vierfach höher sein. Außerdem sollen sich die Sensoren deutlich kompakter bauen lassen. Präzise Angaben zu der Lichtempfindlichkeit des Quantum13 gibt es vom Hersteller allerdings bisher nicht.

Der elektronische Verschluss herkömmlicher Bildsensoren leidet unter dem Rolling-Shutter-Effekt, weil das Auslesen zeilenweise erfolgt. Das braucht Zeit und führt somit bei bewegten Objekten zu unerwünschten Verformungen in den Abbildungen. Laut InVisage soll der Quantum13 als erster Smartphone-Sensor überhaupt mit einem Global Shutter arbeiten. Alle Zeilen des Bildsensors werden gleichzeitig ausgelesen. Damit ist eine diesbezüglich verzeichnungsfreie Aufzeichnung auch bei bewegten Objekten möglich und wäre ein grundlegender Nachteil elektronischer Verschlüsse behoben. Das ist insbesondere für Smartphones und andere Mobilgeräte interessant. Durch ihre geringe Bauhöhe ist die Integration eines mechanischen Verschlusses dort nicht möglich.

Die Vorteile eines Global Shutter demonstriert InVisage im folgenden Video.

(Quelle: InVisage)

Der Dynamikumfang aktueller Bildsensoren ist begrenzt. Für HDR-Aufnahmen braucht man derzeit immer noch eine Bilderserie, die nachträglich zusammengerechnet werden muss. Der neue QuantumFilm-Sensor soll gegenüber CMOS-Sensoren einen spürbar größeren Dynamikumfang erfassen. Abgesoffene Schattenpartien und ausgefressene Lichter würden damit bei QuantumFilm seltener auftreten als bei herkömmlichen CMOS-Sensoren. Wie schon bei der Lichtempfindlichkeit bleibt auch hier der Hersteller konkrete technische Daten schuldig.

In Smartphones fehlt der Platz für ein optisches Zoom und ein herkömmlicher Digitalzoom ist der Bildqualität sichtbar abträglich. Bei steigendem Zoomfaktor steigt zwangsläufig auch das digitale Rauschen, weil nur ein Bildausschnitt nachträglich hochgerechnet wird. Bei QuantumFilm ist die Pixelzahl im Sensor hingegen nicht fest zugewiesen. Der Sensor kann je nach Aufnahmesituation entweder mit hoher Auflösung und niedriger Lichtempfindlichkeit oder mit niedriger Auflösung und hoher Lichtempfindlichkeit ausgelesen werden.

[Update 24.11.2015: Bei einigen Smartphones mit hochwertiger Kamera ist die native Auflösung des Sensors deutlich höher als das im Normalmodus ausgegebene Bild. In diesen Fällen rechnet die Kamera ein großes Ausgangsbild also zur Bildverbesserung kleiner. Beim Digitalzoom greift man in diesen Fällen auf die native Auflösung zurück. Anders als oben beschrieben wird hier also kein Ausschnitt nachträglich hochgerechnet. Im Prinzip verlagert InVisage damit einen Arbeitsschritt auf die Sensorebene, den Smartphones mit konventionellem Sensor prinzipbedingt nur in der Bildnachbearbeitung erledigen können.]

Alles in allem hätte InVisage damit alle größeren Probleme bisheriger Bildsensoren gelöst. Es bleibt also spannend abzuwarten, ob die späteren Serienprodukte den Versprechungen des Marketings gerecht werden können. (sts)