Samsung ISOCELL HPC: Ο νέος αισθητήρας κάμερας για smartphones με τεχνολογία DeepPix

Σύνοψη

• Η Samsung ενσωματώνει για πρώτη φορά την τεχνολογία DeepPix στον αισθητήρα ISOCELL HPC, επιτυγχάνοντας δραστική μείωση του οπτικού θορύβου και της παρεμβολής φωτός ανάμεσα στα γειτονικά pixels.
• Η νέα μέθοδος διαχωρισμού των φωτοδιόδων επιτρέπει τη διατήρηση της χρωματικής ακρίβειας ακόμη και σε συνθήκες έντονου κόντρα φωτός ή πολύ χαμηλού φωτισμού.
• Ο αισθητήρας προορίζεται για τις επερχόμενες ναυαρχίδες και ανώτερες μεσαίες συσκευές, προσφέροντας υψηλή ανάλυση χωρίς τις συνήθεις απώλειες ποιότητας των μικρών pixels.
• Οι πρώτες συσκευές με τον ISOCELL HPC αναμένονται στην ελληνική αγορά μέσα στο επόμενο διάστημα, επηρεάζοντας άμεσα τον ανταγωνισμό στην κατηγορία premium φωτογραφικών smartphones.

Η διαρκής προσπάθεια των κατασκευαστών να χωρέσουν δεκάδες ή και εκατοντάδες εκατομμύρια pixels σε επιφάνειες ελάχιστων χιλιοστών δημιουργεί αναπόφευκτα φυσικούς περιορισμούς, καθώς όσο μικραίνει το μέγεθος κάθε pixel, τόσο δυσκολότερη γίνεται η παγίδευση των φωτονίων χωρίς αυτά να «διαρρέουν» στα γειτονικά στοιχεία. Η Samsung απαντά σε αυτή την πρόκληση με τον ISOCELL HPC 200MP (1/1.3'', 0.6μm), έναν αισθητήρα που εισάγει την τεχνολογία DeepPix για να αντιμετωπίσει το φαινόμενο του οπτικού θορύβου στην πηγή του.

Η τεχνολογία DeepPix βασίζεται σε μια προηγμένη μέθοδο κατασκευής βαθύτερων τάφρων απομόνωσης (Front Deep Trench Isolation - FDTI) σε συνδυασμό με βελτιωμένα χρωματικά φίλτρα υπερυψηλής καθαρότητας. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι κάθε φωτοδίοδος περιβάλλεται από ένα φυσικό και οπτικό φράγμα που εμποδίζει το ανεπιθύμητο πέρασμα του φωτός από το ένα pixel στο άλλο. Το αποτέλεσμα είναι η δραστική βελτίωση της χρωματικής πιστότητας, καθώς το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε φως καταγράφονται με απόλυτη ακρίβεια στις αντίστοιχες θέσεις χωρίς να αναμειγνύονται λανθασμένα κατά τη φάση της λήψης.

Παράλληλα, η δομή DeepPix αυξάνει τη χωρητικότητα πλήρους φορτίου (Full Well Capacity) κάθε pixels, επιτρέποντας στον αισθητήρα να αποθηκεύει μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου πριν φτάσει σε σημείο κορεσμού. Αυτό το τεχνικό χαρακτηριστικό μεταφράζεται άμεσα σε διευρυμένο δυναμικό εύρος (HDR), καθιστώντας δυνατή τη διατήρηση των λεπτομερειών τόσο στις πολύ σκοτεινές όσο και στις πολύ φωτεινές περιοχές μιας σκηνής χωρίς τη χρήση επιθετικών αλγορίθμων επεξεργασίας.

Επιδόσεις σε χαμηλό φωτισμό και επεξεργασία εικόνας

Ένα από τα κύρια προβλήματα που καλούνται να λύσουν οι αισθητήρες μικρού μεγέθους pixel είναι η λήψη φωτογραφιών σε περιβάλλον με περιορισμένο διαθέσιμο φως, όπου η ανάγκη για υψηλή ευαισθησία ISO συνήθως συνοδεύεται από έντονο κόκκο και απώλεια οξύτητας. Ο ISOCELL HPC εκμεταλλεύεται την αυξημένη αποδοτικότητα της αρχιτεκτονικής DeepPix για να προσφέρει σημαντικά καθαρότερο σήμα προς το κύκλωμα επεξεργασίας, επιτρέποντας στους επεξεργαστές εικόνας (ISP) των σύγχρονων chipsets να εφαρμόζουν ηπιότερη μείωση θορύβου.

Η βελτιωμένη αναλογία σήματος προς θόρυβο (SNR) επιτρέπει τη διατήρηση των λεπτών υφών στα θέματα, όπως είναι οι λεπτομέρειες του δέρματος, τα υφάσματα ή το σκιερό φύλλωμα των δέντρων, τα οποία στις προηγούμενες γενιές αισθητήρων συχνά εξαφανίζονταν λόγω της υπερβολικής ψηφιακής εξομάλυνσης. Επιπλέον, η ταχύτητα ανάγνωσης των δεδομένων από το υπόστρωμα του αισθητήρα έχει αυξηθεί, περιορίζοντας το φαινόμενο rolling shutter κατά τη λήψη βίντεο υψηλής ανάλυσης 4K και 8K.

Στον τομέα της αυτόματης εστίασης, ο ISOCELL HPC ενσωματώνει εξελιγμένους ανιχνευτές φάσης (Phase Detection Auto Focus), προσφέροντας ακαριαία και σταθερή εστίαση ακόμη και σε κινούμενα θέματα ή σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Η συνεργασία του hardware του αισθητήρα με τους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης των σύγχρονων επεξεργαστών επιτρέπει την ακριβή αναγνώριση αντικειμένων, προσώπων και υποβάθρου σε πραγματικό χρόνο.

Διαθεσιμότητα

Η διαθεσιμότητα του αισθητήρα και σε κατασκευαστές εκτός της ίδιας της Samsung σημαίνει ότι θα δούμε την τεχνολογία DeepPix να ενσωματώνεται σε ευρεία γκάμα συσκευών που καλύπτουν διαφορετικές κατηγορίες τιμών, από το επόμενο τρίμηνο.