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OM-1: Quad … was?

Als sich die ersten konkreten Gerüchte über die neue OM-1 verbreiteten, war von einem Quad-Bayer-Sensor die Rede – ein Irrtum, der wohl nach dem Prinzip der „Stillen Post“ entstanden war. Aber irgendetwas mit „Quad“ ist es schon …

OM-1: Quad … was?
Die OM-1, das neue Spitzenmodell von OM Digital Solutions (the manufacturer formerly known as Olympus). (Bild: OM Digital Solutions)

Die OM-1 hat einen neu entwickelten Quad-Pixel-Sensor von Sony, allerdings mit der seit Jahren verwendeten Auflösung von 20,4 Megapixeln. In der Pressemeldung ist von einem „Quad Pixel Bayer-Muster“ die Rede, und irgendjemand, der schon im Vorwege Zugang zu solchen Informationen hatte, hatte das wohl in den falschen Hals bekommen und das Gerücht eines Quad-Bayer-Sensors in Umlauf gebracht. Das Quad-Bayer-Prinzip ist von den Kameramodulen mancher Smartphones bekannt: Man verwendet kleine, aber extrem hochauflösende Sensoren mit 40 Megapixeln und mehr, gibt dann aber jeweils zwei mal zwei Sensorpixeln das gleiche Farbfilter, und diese vier Pixel großen Farbfilter verwenden das bekannte Bayer-Muster. Man kann dann die Signale aller vier Pixel zusammenfassen, da sie ja für dieselbe Farbe empfindlich sind, und bekommt ein Bild mit einem Viertel der Sensorauflösung, aber einem um etwa zwei EV höheren Dynamikumfang und Rauschabstand, hat also die Wahl zwischen höchster Auflösung einerseits und höchster Bildqualität bei verringerter Auflösung andererseits.

OM-1: Quad … was?
Farbfilter im Quad-Bayer-Muster

Dieser Vorteil wird allerdings damit erkauft, dass die Farbauflösung bei Nutzung der vollen Pixelzahl des Sensors etwas schlechter ist als bei einem konventionellen Sensor. Der Sensor der OM-1 hat nun aber gar keine besonders hohe Auflösung; wie erwähnt bleibt es bei 20,4 Megapixeln. Zudem verwendet er Farbfilter im vertrauten Bayer-Muster. Das Wort „Quad“ bezieht sich nicht auf die Farbfilter, sondern auf die Fotodioden des Sensors: Unter jedem Farbfilter und jeder Mikrolinse liegt nicht eine, sondern liegen vier Fotodioden, die unabhängig voneinander Licht registrieren. Der Sensor liefert also Daten über rund 80 Millionen Bildpunkte, mit denen zwar nur 20 Millionen Bildpixel aufgelöst werden – aber in jedem davon wird der Lichteinfall aus vier verschiedenen Richtungen getrennt erfasst.

Das Prinzip kennen wir von Canon, die schon seit Jahren mit Dual-Pixel-Sensoren arbeiten. Diese Sensoren haben zwei Fotodioden unter jeder Mikrolinse, wodurch es möglich ist, einen Autofokus mit Phasendetektion zu verwirklichen. Andere Kamerahersteller erreichen etwas Ähnliches, indem sie bei einem Teil der Sensorpixel jeweils eine Hälfte abdecken, während bei einem Dual-Pixel-Sensor (fast) die gesamte Pixelfläche genutzt wird. Der Sensor der OM-1 ist nun die logische Fortsetzung dieser Entwicklung, und mit zwei mal zwei Fotodioden wird so auch ein Autofokus mit Kreuzsensoren möglich, der für waagerechte Strukturen ebenso empfindlich wie für senkrechte ist.

Mit einem Phasendetektions-AF sind die Nutzungsmöglichkeiten von Quad-Pixeln aber noch nicht erschöpft. Canon hat ein Dual-Pixel-Raw-Format eingeführt, das die getrennt erfassten Daten erhält und auf dieser Basis beispielsweise eine nachträgliche Verschiebung der Schärfenebene unterstützt – wenn auch nur in begrenztem Maße. Mit einem Quad-Pixel-Sensor würde das noch besser funktionieren, wie ich schon vor drei Jahren an dieser Stelle schrieb: „Eine nennenswerte Verbesserung könnte erst ein Sensor bringen, bei dem vier (2 × 2) Pixel unter jeder Mikrolinse liegen. Damit würde sich die Schärfe in horizontaler wie in vertikaler Richtung verbessern. Außerdem ließe sich damit ein Phasendetektions-AF mit Kreuzsensoren realisieren, der auf horizontale wie vertikale Strukturen scharfstellen kann.“ Schauen wir mal, was Olympus … äh … OM Digital Solutions daraus künftig noch macht. Oder andere Kamerahersteller, die vielleicht ebenfalls auf Sonys neue Sensortechnologie setzen werden.

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Michael J. Hußmann

Michael J. Hußmann gilt als führender Experte für die Technik von Kameras und Objektiven im deutschsprachigen Raum. Er hat Informatik und Linguistik studiert und für einige Jahre als Wissenschaftler im Bereich der Künstlichen Intelligenz gearbeitet.

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Kommentar

  1. Das ist sehr gut erklärt.
    Ich glaube, die Quad-Technologie selbst stammt von Canon. 2015 hieß es, Canon und Sony hätten ein Cross-License Abkommen zwecks Patente-Austausch geschlossen.
    https://slrlounge.com/canon-sony-team-50mp-sensor-via-patent-sharing/
    https://www.canonwatch.com/cw2-canonsony-patent-exchange-produce-canons-high-resolution-sensor/

    Aus dem Patente-Pool dürfte das Patent stammen, dass Sony für den Sensor verwandt hat, Canon hat mal ein Quad-Patent veröffentlicht. Dafür hat Canon seinen damaligen Abstand zu den Sony-Sensoren inzwischen ausgeglichen.

    Bei Canon taucht der Quad-Sensor immer wieder in der Gerüchteküche auf. Zuletzt hieß es, er könne/solle mit der R1 kommen. Da werden sie sich bei Canon derzeit reihenweise in die Hintern beißen, zu lange gezögert und aufgespart. Wenn Canon irgendwann mit der R1 kommt, ist das dann keine Neuheit mehr. Die anderen Hersteller werden nur gähnen und sagen: kennen wir schon lange.

    Wissen Sie, wo der neue Panasonic-Chip herkommt, 25 MP für GH-6? Sony hat den nicht im Angebot auf seiner Website. Einerseits hieß es in den Geschäftsberichten, dass Panasonic seine Sensor-Fabriken geschlossen und 2019 auch seinen Anteil an Tower Semiconductor verkauft habe. Andererseits tauchen immer wieder Meldungen auf, in denen Panasonic von Chipentwicklungen spricht.
    https://experience.panasonic.de/foto-film/organischer-sensor-revolution-der-kamera-technik

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