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Miniaturisierte Kameramodule – Ein starkes Team

Miniaturisierten Kameramodule – Ein starkes Team
Miniaturisierte Kameramodule – Ein starkes Team

Einer gängigen Meinung zufolge entstehen qualitativ hochwertige Fotos nur mit großen Sensoren und entsprechend großen und schweren Objektiven. Smartphones können da nicht mithalten – dachte man. Immer mehr Hersteller gehen einen anderen Weg, indem sie mehrere gleichzeitige Aufnahmen zu einem hochaufgelösten Bild verrechnen, dessen Qualität die der Einzelbilder weit übertrifft. Wir schildern Ihnen in der neuen DOCMA 82 aktuelle Ansätze, von dualen Kameramodulen in Smartphones bis zur Light L16, die mit 16 Kameramodulen DSLR-Qualität erreichen soll.

Größe und Gewicht gelten traditionell als unverzichtbar, wenn es um eine hochwertige Kameraausrüstung geht. Nur die Pixel eines großen Sensors sammeln genug Licht für eine optimale Aufnahme, und die Objektive brauchen lange Brennweiten und einen großen Linsen­durchmesser, damit auch genügend Licht zum Sensor gelangt.

Wenn aber Sensor und Objektiv in einem Smartphone oder einer Kompaktkamera Platz finden sollen, die man in die Jacken- oder Hosentasche stecken kann, ist der Spielraum beschränkt. Eine Gehäusetiefe von wenigen Millimetern bietet nur Platz für kurze Brennweiten und entsprechend kleine Sensoren. Die miniaturisierten Kameramodule können nur wenig Licht sammeln, was die erreichbare Bildqualität beschränkt. Ein schon seit 15 Jahren beschrittener Ausweg besteht darin, das Objektiv hochkant oder quer in die Kamera einzubauen und den Strahlengang wie beim Periskop eines U-Boots um 90 Grad zu knicken. Solche „gefalteten“ (englisch „folded“) Optiken ermöglichten kompakte Kameras, die auch eingeschaltet und in der Tele-Stellung ihres Zoom-Objektivs nicht tiefer als 20 mm waren.

Periskop-Objektive eignen sich auch für den Einbau in die noch flacheren Smartphones, doch wird der knappe Platz in deren Gehäusen vor allem für das Display und den Akku benötigt, so dass weiterhin an der Größe der Kameramodule gespart werden muss. Das zur Umleitung des Strahlengangs ­nötige Prisma lässt sich zur Bildstabilisierung nutzen, wenn es drehbar gelagert ist und in zwei Richtungen gekippt werden kann. Ein drehbares Prisma benötigt weniger Platz als die sonst verwendete verschiebbare Linsengruppe oder ein beweglicher Sensor.

Ein ungleiches Paar

Wenn ein einziges, miniaturisiertes Kameramodul nicht die gewünschte Bildqualität liefert und für eine größere Kamera kein Platz ist, dann kann man den Output von zwei oder mehr Modulen zu einem qualitativ besseren Bild verrechnen. Diesen Weg gehen mittlerweile fast alle Hersteller von Smartphones: Von 2015 bis zum Sommer 2017 ist der Anteil verkaufter Smartphones mit dualen Kamera­modulen von 0 auf 25 % gestiegen. Dabei werden allerdings ganz unterschiedliche Ansätze verfolgt.

 


Miniaturisierte Kameramodule: Wollen Sie mehr über die neue Technologie erfahren? Dann lesen Sie die Fortsetzung des Artikels in der aktuellen DOCMA 82 (Ausgabe Mai/Juni 2018).


 

 

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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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