Warum gibt es keinen Vollbildsensor mit niedriger Auflösung?

Ich habe mir gerade einen Test über die Sony NEX-7 angesehen, die 24 MP in APS-C-Größe hat. Ich bin ein Canon-Benutzer und denke sofort an die angekündigte Canon Powershot G1X mit fast APS-C-Sensor, aber niedriger Auflösung.

Eine Frage fällt mir plötzlich ein:

Warum gab es keinen Vollbildsensor mit niedriger Auflösung?

Ich habe keine Kenntnisse über die Herstellung von Bildsensoren, aber ich fragte mich: "Wäre es sinnvoll, einen billigen Vollbildsensor mit sehr niedriger Auflösung zu entwickeln?"

Ich dachte, es würde etwas Sinn machen. Für den Anfang eine hervorragende ISO-Leistung, zweitens eine bessere Kontrolle des DOF.

Diese stehen den Verbrauchern nicht zur Verfügung, ohne einen erheblichen Betrag für erstklassige Fotogeräte auszugeben.

Wenn ich beispielsweise einen Vollbildsensor mit einer Auflösung von 10 MP erstelle, ist die Herstellung dann billig? Wenn nicht, was sind die Gründe, die Vollbildsensoren so teuer machen? Wäre es immer noch teuer, einen solchen Sensor herzustellen, wenn ich seine Auflösung sehr niedrig machen würde, wie 10 MP oder sogar 8 MP usw.?

Ich weiß, dass es eine theoretische Frage ist, aber wenn Canon eine Powershot-Kompaktkamera mit Vollbildsensor bei 8 MP für unter 1000 USD anbieten kann, würde ich sie definitiv kaufen!

Wie in den Antworten von @matt und @rowland erwähnt, hängt der Preis direkt von der Siliziumfläche ab, die zur Herstellung des Sensors verwendet wird. Idealerweise sollte ein Sensor mit der doppelten Fläche etwa doppelt so viel kosten. Da die gesamte Herstellung von Elektronik auf Silizium (und anderen Substraten) Mängel aufweist, funktionieren nicht alle hergestellten Chips / Sensoren. Die Ertragsrate (wie sie genannt wird) ist niedriger, wenn der Sensor bei gleichem Produktionsprozess größer ist.

Stellen Sie sich einen Sensor A vor, der in beiden Richtungen doppelt so groß ist wie ein anderer Sensor B. Das bedeutet, dass Sie viermal so viele Sensoren B im selben Bereich von Sensor A herstellen können. Wenn Sie jedoch einen Fehler in diesem Bereich haben, können Sie Es bleiben noch 3 verwendbare Sensor-Bs übrig. Wenn Sie Sensor A produzieren würden, müssten Sie diesen Sensor verschrotten. Dies bedeutet, dass die Ertragsrate für kleinere Sensoren viel höher ist, was zu den Preisunterschieden beiträgt.

Je kleiner der Chip / Sensor ist, desto weniger Fläche und höhere Ausbeute, was einen viel niedrigeren Preis bedeutet.

Der Sensorpreis ist proportional zur physischen Größe des Sensors als zur Anzahl der darin enthaltenen Pixel. Bei einigen älteren Modellen (z. B. den ersten Canon 1Ds) gibt es Vollbildsensoren mit niedrigeren Pixelzahlen. Es ist bemerkenswert, dass die Empfindlichkeit geringer ist als bei modernen Sensoren - nicht weil die Pixel größer sind, sondern aufgrund anderer Fortschritte.

Es kann möglich sein, größere Pixel zu erstellen, aber es wäre nicht unbedingt billiger.

Schauen Sie sich Nikon D3X vs D3S an . Beide haben die gleiche Sensorgröße, aber der D3X hat die doppelte Auflösung (25 MP gegenüber 12 MP). Die Kameras sind ansonsten fast identisch, aber die niedrigste Auflösung beträgt 5200 USD gegenüber 8000 USD für die höher auflösende.

Der 25-MP-Sensor erfordert eine feinere Schaltung und weist daher geringere Ausbeuten auf. Gleichzeitig gibt es einen Markt für beide, da die D3S Bilder erzeugen kann, die viel sauberer sind, aber nicht so groß gedruckt werden. Der Standard-ISO-Bereich erreicht 12800 (mit Boost auf 102400), während der D3X einen Standardbereich von maximal 1600 (mit Boost auf 6400) hat.

Um noch ein interessantes Bit hinzuzufügen: Es war einmal ein Vollbildsensor mit relativ niedriger Auflösung. Die Contax N war ein 6-Megapixel-Vollbild-Design.

Leider war die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen trotz der geringen Auflösung ziemlich schlecht (selbst im Vergleich zu anderen Kameras dieser Zeit). Sie scheinen es mehr oder weniger aufgegeben zu haben, den Autofokus gut zu aktivieren, und haben stattdessen einen Fokus-Klammer-Modus eingebaut. Als Contax war es auch ziemlich teuer.

Auf der positiven Seite hatte es bei ISO 100 oder darunter wahrscheinlich den besten 6-Megapixel-Sensor, den jemals jemand gebaut hat, und die Zeiss-Objektive sind wirklich extrem gut.

Fazit: Contax hat das N nach weniger als einem Jahr auf dem Markt fallen lassen. Kurz darauf fiel Contax vollständig aus dem Markt aus.

Dies ist im Grunde Moores Gesetz bei der Arbeit. Die Herstellungstechnologie für Sensoren folgt der gleichen Grundregel wie für jeden anderen Chip: Mit der Zeit verdoppelt sich die Anzahl der Elemente, die auf einen Chip gelegt werden können, zu ungefähr ähnlichen Kosten. Es mag etwas billiger sein, weiterhin ein etabliertes technologisches Niveau zu verwenden, da einige Kosten gesunken sind, aber im Allgemeinen werden die Fertigungsanlagen aktualisiert, wenn neue Technologien hinzukommen. Es gibt keine großen Einsparungen, wenn man es auf die "alte Art" macht. Der Hauptunterscheidungsfaktor ist die Größe, und diese skaliert mit der Fläche , und schlimmer noch, sie skaliert nichtlinear, da es schwieriger ist, eine größere Fläche fehlerfrei zu machen, als viele kleinere Chips auf derselben Fläche herzustellen. Also, größere Sensoren werden immer teurer sein wird.

Einige Vollbild-Digitalkameras hatten und haben eine relativ niedrige Auflösung: Die Canon 5D hatte 12,8 MP und wurde nach der 17MP 1Ds Mk II veröffentlicht. Die Nikon D3 und D3 waren 12,1 MP. Der D3 wurde ein Jahr später als der 24,5 MP D3X mit der doppelten Auflösung eingeführt.

Ab Ende 2015 sind die 50MP Canon 5Ds (und die 5DS R-Variante) und die 36,3MP Nikon D810 die vollauflösenden Vollbildmodelle. Beide Hersteller bieten jedoch weiterhin Vollbildmodelle wie das 20MP 6D und das 24MP D600 an. Die Canon 6D hat nur vierzig Prozent so viele Pixel wie die 5Ds, und die D610 hat nur zwei Drittel so viele Pixel wie die D810.

Sony bietet den spiegellosen α7 derzeit in drei Varianten an: den 12,2 MP α7, den 24,3 MP α7 II und den 47,4 MP α7R II. Das α7s hat ungefähr ein Viertel der Pixelanzahl des α7R II.

Es scheint ein Missverständnis zu bestehen, dass eine niedrigere Auflösung eine bessere Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen bedeutet. Solange jedoch die Lücken zwischen einzelnen Fotoseiten klein genug sind, verringert eine Erhöhung der Auflösung die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen kaum (es wird eine ähnliche Lichtmenge gesammelt).