Panasonic patentiert Bildsensor für Lichtfeld-Aufnahmen mit voller Sensor-Auflösung

Aktuelle Lichtfeld-Technologie setzt auf einen Kompromiss: Je mehr Tiefen-Auflösung gesammelt werden soll, desto kleiner wird das resultierende Bild. Vor zwei Jahren präsentierten der Deutsche Lichtfeld-Spezialist Raytrix eine Lichtfeld-Kamera mit effektiver Auflösung von 25 % der Sensorauflösung, und brachte die Technologie damit um einen großen Schritt nach vorn.
Jetzt wurde Panasonic ein Patent mit dem Titel “Light field image capture device and image sensor” zugesprochen, in dem ein neues Sensorsystem für Lichtfeld-Aufnahmen mit 100 % der Sensor-Auflösung vorgestellt wird.

Bereits heute gibt es Methoden, um Lichtfelder mit voller Auflösung aufzuzeichnen. Diese bestehen aber üblicherweise aus zwei Kameras: Eine mit Mikrolinsen-Raster und eine für konventionelle 2D-Bilder.
Die Autoren von Patent Nr. US20140078259, Masao Hiramoto, Yasunori Ishii, und Yusuke Monobe, beschreiben eine ähnliche Methode, vereinen aber beide Kameraaufgaben in ein System aus nur einer Kamera..

Im Gegensatz zu gängigen Mikrolinsen-Setups liegen die Mikrolinsen in diesem System hinter der photosensitiven Schicht (sprich: der eigentlichen Sensorschicht, die Licht in ein elektrisches Signal umwandelt). Lichtstrahlen erreichen also zuerst die Sensorschicht (1d in der eingebetteten Abbildung) und erzeugen dort ein herkömmliches 2D-Bild. Anschließend gelangen sie durch das Mikrolinsen-Array (1a) zu einer Schicht, deren Lichtdurchlässigkeit gesteuert werden kann (1b). Falls diese Schicht es gerade erlaubt, verlaufen die Lichtstrahlen weiter bis zu einer spiegelnden Schicht (1c), werden von dort zurück reflektiert und gelangen als Mikrolinsen-kodiertes Bild erneut auf die Sensorschicht (1d).

 
Durch fein abgestimmte Steuerung der Schicht 1b (“transmitted light controlling layer”) kann die Kamera also in kürzester Zeit ein herkömmliches 2D-Bild mit voller Auflösung und zusätzliche Tiefendaten aufnehmen, und dadurch alle nötigen Informationen für die 3D-Rekonstruktion eines Motivs sammeln.

Die Autoren weisen im Patentantrag darauf hin, dass das vorgestellte System mit “allen Kameras, die einen sogenannten Solid-State Bildsensor verwenden” kompatibel ist – also “Digitalkameras, digitale Camcorder und andere elektronische Kameras”.

Alle Details zum Patent gibt es auf der Website der US Patent- and Markenbehörde unter der Patent-Nr. 20140078259, oder auf der dazugehörigen Google Patents Seite.