Handykameras: Wo ist der Engpass zur Verbesserung?

[Pittiplatsch4]

Also den Versuch mit einem größeren Sensor gab es schonmal: https://www.chip.de/test/Panasonic-Lumix_DMC-CM1-Test_139908617.html
Das ist jetzt noch relativ handlich, aber würde den Ansprüchen der meisten Handykäufern trotzdem nicht genügen. Dementsprechend hat es sich auch eher mäßig verkauft. Außerdem hat das Ding nur einen 28mm (KB equivalent) Weitwinkel. Wenn man dann versuchen würde zumindest noch 50mm für Portraits einzubauen sähe das ganze schon anders aus. Die Physik lässt sich leider nicht überlisten.

 

[M.Ing]

Was schnell wieder in der Versenkung war ist dieser Handyklotz von Nokia. Wollte wohl doch keiner.

Dazu muss man dazu sagen, das 808 ist nicht primär wegen der Kamera gescheitert - sondern wegen dem Betriebssystem. Nokia hat den selben Bock sogar 2x geschossen, indem man die selbe Kamera anschließend in ein Gerät mit Windows Phone 8 verpackt hat.

Afaik ist im Nokia 808 immer noch eine der besten Handykameras überhaupt, vorallem, weil das Gerät ohne großen KI-Pfusch im Bildmaterial auskommt, sondern einfach auf brachiale Megapixel und Sensorgröße setzt. Und das Ding kam aber 2012 raus.

Ist nicht mehrheitsfähig, aber ein 808 mit größerem Display, Slidertastatur und dem bauartbedingten dicken Gehäuse mit Akkus vollgestopft würde ich sofort kaufen.

 

[andi_sco]

Mhh, obwohl ich Windows Phone 8 echt gut fand

 

[reobase]

Afaik ist im Nokia 808 immer noch eine der besten Handykameras überhaupt, vorallem, weil das Gerät ohne großen KI-Pfusch im Bildmaterial auskommt, sondern einfach auf brachiale Megapixel und Sensorgröße setzt. Und das Ding kam aber 2012 raus.

Wobei die effektive Auflösung auch wieder weit unter den 42 MPx liegt. Viel mehr als 16 MPx dürfte ein 1" Sensor selbst mit der besten Optik nicht auflösen. Unter Vollformat haben 42 MPx eigentlich kaum einen Nutzen.

 

[zandermax]

Wobei die effektive Auflösung auch wieder weit unter den 42 MPx liegt. Viel mehr als 16 MPx dürfte ein 1" Sensor selbst mit der besten Optik nicht auflösen. Unter Vollformat haben 42 MPx eigentlich kaum einen Nutzen.

Wie kommst du darauf?

 

[reobase]

Wie kommst du darauf?

Weil die Pixel zu dicht auf dem Sensor gedrängt sind. Durch die Beugung gibt es ein Limit wodurch die Pixel auf dem Sensor einen Mindestabstand haben müssen um überhaupt unterscheidbare "Informationen" zu bekommen.

Ich meine mich zu erinnern, dass man schon beim 1" mit 20Mpx in dieses Limit gekommen ist. Die 16 MPx sind jetzt eine grobe Schätzung. In der Praxis dürften aber andere Effekte (z.B. die Objektive) schon vor diesem physikalischen Limit begrenzen.

Das mehr Mpx. durchaus andere Vorteile z.B. beim entrauschen haben können ist eine andere Sache.

 

[M.Ing]

Genau deshalb hast du beim 808 (und beim Lumia 1020) die 41 Megapixel "nur auf Anfrage" bekommen, glaube der Default-Output waren 8MP, wobei die dafür sehr scharf und rauschfrei waren.

Das Lumia 1020 hatte ja dann noch RAW DNG als Ausgabeoption und damit hab ich mich damals herumgespielt - für eine Handykamera war das damals der absolute Wahnsinn, was da rauskommt.

 

[JackA]

Wenn man unbedingt sein Smartphone zu einer bessere Kamera machen will, gibts von Sony die QX-Reihe. Mit der QX1 dann sogar mit APS-C Sensor rein fürs Smartphone.

*Generell haben aber alle Smartphones schwächen, auch das P30 Pro. Zum Einen fehlt die Schärfe und zum Anderen hat man Bildrauschen, extrem in höheren ISO-Werten. Das ist den meisten aber egal, weil sie die Bilder sowieso gepresst auf dem kleinen Smartphone-Display angesehen werden, wo es nicht mehr auffällt.

 

[zandermax]

Weil die Pixel zu dicht auf dem Sensor gedrängt sind. Durch die Beugung gibt es ein Limit wodurch die Pixel auf dem Sensor einen Mindestabstand haben müssen um überhaupt unterscheidbare "Informationen" zu bekommen.

Das ist mir schon klar. Aber deine Zahlen wirken etwas wahllos. Ich würde mal nicht ausschließen, dass es in Zukunft andere Halbleitermaterialien gibt, oder effizientere Sensorlayouts mit denen mehr Megapixel unproblematischer sind. Da sehe ich nicht so große physikalische Hürden wie bei den Objektiven.

 

[Pittiplatsch4]

Weil die Pixel zu dicht auf dem Sensor gedrängt sind. Durch die Beugung gibt es ein Limit wodurch die Pixel auf dem Sensor einen Mindestabstand haben müssen um überhaupt unterscheidbare "Informationen" zu bekommen.

Wenn du auf die Beugungsunschärfe anspielst, dann ist die auch von der Blende abhängig. Für 42MP auf KB reichen f11 gut aus um quasi kaum Beugungsunschärfe zu haben. Wenn man das auf 1" umrechnet wären das f4 oder bei üblichen Handysensoren ca. f2. Das ist also nicht das Problem. Das Problem ist eher, dass die Objektive deutlich genauer gearbeitet sein müssen um auf der kleinen Fläche scharf genug zu sein um alle Details auflösen zu können. Das ist ja teilweise schon bei den ziemlich großen KB Objektiven ein Problem, wo die low end Produkte schonmal nur 10MP schaffen. Auf 1/25 bis 1/36 der Fläche die 4fache Auflösung anzubieten und die Kosten gering zu halten ist quasi ein Ding der Unmöglichkeit.

 

[reobase]

Das ist mir schon klar. Aber deine Zahlen wirken etwas wahllos. Ich würde mal nicht ausschließen, dass es in Zukunft andere Halbleitermaterialien gibt, oder effizientere Sensorlayouts mit denen mehr Megapixel unproblematischer sind. Da sehe ich nicht so große physikalische Hürden wie bei den Objektiven.

Meine zahlen beruhen auf den Beugungsscheibchen.
Die Beugungscheibchengröße kann man mit "d= 2 * 1,22 * Wellenlänge * effektive Blendenzahl"
berechnen. Rotes Licht mit einer Wellenlänge von 650nm macht bei einer effektiven Blende von F=1 z.B. ein Beugungsscheibchendurchmesser von 1.5µm.

Folgende Tabelle zeigt das Beispiel an rotem Licht (worst case) für Sensoren mit 20 Mpx.

Sensor|Länge|Pixelgröße bei 20 MPx	1/2.3" | (7,7mm) | 1,5µm	1" | (13.,2mm) | 2,4µm	MFT | (17,7mm) | 3,35µm	KB | (36mm) | 6,6µm
F=1 rot (650nm)	d=1,5µm	1,5µm	1,5µm	1,5µm
F=1.7	d=2.7µm	2.7µm	2.7µm	2.7µm
F=2	d=3,2µm	3,2µm	3,2µm	3,2µm
F=3.5	d=5,6µm	5,6µm	5,6µm	5,6µm

Hier sieht man, dass selbst der 1" Sensor nur bei sehr großen Blenden seine theoretische Auflösung erzielen kann. Nimmt man die übliche F1.7 Blende bei den Edelkompakten, dann mekt man, dass effektiv nur 16 Mpx (2,7µm) möglich sind, während ein KB Sensor erst mit 120 Mpx (2,7µm ) in das selbe Limit käme.

 

[Pittiplatsch4]

Also wenn man sich hier mal durchklickt sieht man, dass man bei einer RX-100 bei f5.6 vielleicht anfängt ans Limit zu kommen. Deine Rechnung scheint mir sehr konservativ zu sein.

 

[reobase]

Also wenn man sich hier mal durchklickt sieht man, dass man bei einer RX-100 bei f5.6 vielleicht anfängt ans Limit zu kommen. Deine Rechnung scheint mir sehr konservativ zu sein.

Ja, meine Rechnung ist etwas übertrieben. Die Sachen wie Filter (kann man auch darüber streiten ob man das als reale Auflösung bezeichnen will ) und, dass das Minimum der Beugungsscheibchen größer als der innere Lichtkreis ist habe ich nicht berücksichtigt.