Panasonic rivoluziona i sensori foto con Micro Color Splitters

Panasonic presenta il filtro per sensori Micro Color Splitters, che raddoppia la sensibilità consentendo al doppio della luce di raggiungere lo strato fotosensibile. Numerosi brevetti già depositati lasciano presagire un debutto imminente.

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a cura di Alberto De Bernardi

Panasonic trovato il modo di raddoppiare la sensibilità alla luce degli attuali sensori CCD e CMOS sostituendo il filtro di Bayer con un analogo filtro di nuova concezione più trasparente alla luce. La parte affascinante di questa scoperta è data dal principio fisico su cui si basa il nuovo filtro: diffrazione a livello microscopico, che causa separazione dei colori.

Come noto, il tradizionale filtro RGB separa le componenti cromatiche della luce per assorbimento selettivo - ciascuno dei componenti RGB "blocca" le altre due componenti cromatiche. Questo si traduce in un assorbimento complessivo della luce incedente compreso tra il 50 e il 70%. Il nuovo Micro Color Splitter ideato da Panasonic consente invece il passaggio del 100% della luce incidente, effettuando un analoga separazione dei colori grazie a fenomeni di interferenza.

Il Micro Color Splitter è costituito da uno strato di materiale ad alto indice di rifrazione, più sottile della lunghezza d'onda della radiazione incidente. La differenza tra l'indice di rifrazione di questo materiale rispetto ai circostanti, unito all'opportuna geometria del materiale stesso, causa il fenomeno di diffrazione microscopica che da origine alla separazione dei colori.

L'ostacolo nella realizzazione di simili oggetti è stata, finora, la potenza di calcolo: metodi di analisi numerica di tipo BPM (risoluzione per via numerica delle equazioni di Helmholtz con le condizioni al contorno di onda armonica) sono veloci ma non sufficientemente precisi; d'altra parte, metodi FDTD (risoluzione delle equazioni di Maxwell tramite doppia discretizzazione spaziale e temporale) sono così onerosi da rendere impraticabile il design di un filtro con tali metodi. Panasonic ha elaborato un metodo, unione dei due, che rappresenta il giusto compromesso tra precisione e velocità di calcolo.

Il nuovo filtro viene costruito utilizzando i comuni processi produttivi dell'industria del silicio, quindi a costi compatibili con la produzione di massa, e si adatta a ogni tipo di sensore - CCD o CMOS che sia. Richiede solo la definizione di nuovi algoritmi di ricostruzione delle informazioni colore al di sotto di esso.

Il vantaggio del nuovo filtro è evidente: raddoppiando la quantità di luce trasmessa, permette al sensore sottostante di guadagnare automaticamente uno stop di sensibilità. La foto che oggi si scatta, ad esempio a 3200 ISO, con il nuovo filtro si potrà scattare a 1600 ISO, con i vantaggi del caso. Panasonic ha presentato la tecnologia sul numero di Febbraio di Nature Photonics, non prima di aver depositato ben 21 brevetti in Giappone (16 internazionali) sull'argomento. Questo porta a credere che la tecnologia sia prossima a un debutto commerciale.