Компания Nikon недавно опубликовала патент под названием Image Sensor, который описывает совершенно новую архитектуру пикселя. Эта конструкция позволяет одному и тому же сенсору работать как с глобальным, так и со считывающим затвором — то есть выполнять функции, которые раньше требовались от двух разных типов матриц.
Если Nikon удастся внедрить данную технологию, то камеры смогут переключаться между режимами работы затвора. Видеоператоры и фотографы получат лучшее от обеих технологий: отсутствие искажений при съемке быстрого движения и высокую скорость считывания для видео.
Современные сенсоры строятся на основе двух типов затворов, у каждого из которых имеются свои недостатки:
1. Считывающий затвор (Rolling Shutter): Сенсор считывает изображение построчно, как сканер. Это быстро и эффективно для видео, но вызывает знаменитый «эффект желе» (искажение вертикальных линий при быстрых панорамах). В некоторых современных камерах эффект роллинг-шаттера сведен к минимуму (например, Nikon ZR).
2. Глобальный затвор (Global Shutter): Все пиксели начинают и заканчивают экспозицию одновременно. Это устраняет все искажения, но традиционно такие сенсоры шумят сильнее или имеют меньший динамический диапазон.
Подробнее о патенте уникальной матрицы Nikon
Суть патента Nikon в том, что каждый пиксель снабжен двумя путями для сбора заряда, генерируемого светом:
- Прямой путь: Быстрое считывание, как при обычном считывающем затворе
- Путь хранения (через боковой конденсатор): Этот путь позволяет всем пикселям закончить экспозицию одновременно, обеспечивая работу глобального затвора. Кроме того, этот конденсатор может временно удерживать избыточный заряд, что расширяет динамический диапазон (HDR)
На основе обоих решений, камера может выбирать, как обрабатывать информацию. Это не новый тип сенсора, а скорее эволюционный шаг, делающий глобальный затвор практичным для массового рынка без необходимости идти на компромиссы.
Данный функционал позволит камерам Nikon реализовать несколько режимов:
- Режим глобального затвора: Идеально для спорта или там, где важна геометрия кадра.
- Режим считывающего затвора: Используется для максимальной скорости считывания при видеосъемке.
- Расширенный HDR: Использование бокового конденсатора для улавливания самых ярких участков сцены.
Концепция гибридных затворов не является чем-то уникальным для Nikon — Sony и Canon также работают над подобными идеями. Однако патент Nikon интересен тем, насколько он объединяет два пути сбора заряда с явным планом по расширению HDR.
Предыдущие патенты фокусировались на скорости считывания и многослойной структуре сенсора. Новый патент добавляет управление поведением затвора на уровне каждого пикселя позволяя выбирать, какой режим затвора использовать. Это намекает на будущее, где кинокамеры Nikon будут не просто быстрыми, но и очень функциональными.
Для компании данное улучшение будет важным шагом вперед. Последние патенты Nikon, дают ясно понять, что компания работает над комплексным решением для кино.
Что мы пока не знаем?
Хотя идея впечатляет, есть ключевые детали, которые пока остаются в тайне:
- Размер сенсора: Неизвестно, применима ли технология к APS-C, полнокадровым или более крупным матрицам.
- Скорость считывания: Диаграммы показывают логику, но не реальные частоты кадров.
- Шум: Добавление дополнительных конденсаторов всегда может негативно сказаться на уровне шума.
- Сроки: Патенты могут находиться в разработке годами, прежде чем увидят свет в серийном продукте.
Итог
Патент Nikon на Image Sensor — это пока не революционный прорыв, а сигнал о направлении развития. Создав пиксели с двумя типами работы затворов, Nikon заложила основу для сенсоров, которые могут работать как с глобальным, так и со считывающим затвором, попутно улучшая динамический диапазон.
Для кинематографистов это может означать камеры, которые незаметно переключаются между режимами: обеспечивая идеальную четкость движения там, где это необходимо, и сохраняя высокую пропускную способность там, где это важнее. Это именно та инновация, которая формирует следующее поколение профессиональной съемки.
Стоит отметить, что конкуренты уже вступили в гонку технологий и тоже активизировались в реализации иновационных решений от своих компаний. В корпоративном отчете Sony обозначила векторы развития компании. Sony подтверждает, что работает над новой передовой технологией производства, которая позволит создавать трехслойные сенсоры. Кроме того, они улучшают свою технологию глобального затвора для беззеркальных камер. Также компания открыто заявляет о планах выпускать больше «инновационных» объективов.