Samsung hat vor einigen Wochen einen neuen 200MPx-Fotosensor vorgestellt ISOZELLE HP3. Dies ist der Sensor mit der kleinsten Pixelgröße aller Zeiten. Jetzt hat der koreanische Technologieriese über seine Entwicklung durch Entwickler der System-LSI-Abteilung und des Semiconductor R&D Center gesprochen.
Ein Bildsensor (oder Fotosensor) ist ein Systemhalbleiter, der das Licht, das durch das Kameraobjektiv in das Gerät eintritt, in digitale Signale umwandelt. Bildsensoren sind in allen elektronischen Produkten verbaut, die über eine Kamera verfügen, etwa Digitalkameras, Laptops, Autos und natürlich Smartphones. Der im Juni von Samsung vorgestellte ISOCELL HP3 ist ein Fotosensor, der 200 Millionen 0,56-Mikron-Pixel (die kleinste Pixelgröße der Branche) in einem optischen 1/1,4-Zoll-Format enthält.
„Durch kleinere Einzelpixelgrößen kann die physikalische Größe von Sensor und Modul reduziert werden, wodurch auch die Größe und Breite des Objektivs reduziert werden kann“, erklärt Entwickler Myoungoh Ki von Samsungs System-LSI-Abteilung. „Dadurch können Elemente eliminiert werden, die das Design des Geräts beeinträchtigen, wie beispielsweise eine hervorstehende Kamera, und außerdem wird der Stromverbrauch gesenkt.“ hinzugefügt.
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Während kleinere Pixel es ermöglichen, das Gerät schlanker zu machen, liegt der Schlüssel darin, die Bildqualität beizubehalten. ISOCELL HP3, entwickelt mit modernsten Technologien, mit 12 % kleinerer Pixelgröße als Samsungs erster 200MPx-Fotosensor ISOZELLE HP1, kann die Fläche der Kamera in einem Mobilgerät um bis zu 20 % reduzieren. Trotz der kleineren Pixelgröße wurde ISOCELL HP3 mit einer Technologie entwickelt, die die Full Well Capacity (FWC) maximiert und den Empfindlichkeitsverlust minimiert. Eine kleinere Pixelgröße eignet sich ideal zum Erstellen kleinerer, schlankerer Geräte, kann jedoch dazu führen, dass weniger Licht in das Gerät eindringt oder es zu Störungen zwischen benachbarten Pixeln kommt. Aber auch damit konnte Samsung zurechtkommen, und laut Ki ist dies den proprietären technologischen Fähigkeiten des koreanischen Riesen zu verdanken.
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Samsung hat es geschafft, mithilfe der Full Depth Deep Trench Isolation (DTI)-Technologie physische Wände zwischen Pixeln zu schaffen, die dünner und tiefer sind, was selbst bei einer Größe von 0,56 Mikrometern eine hohe Leistung garantiert. DTI erzeugt eine isolierte Komponente zwischen den Pixeln, die als isolierende Wand fungiert, um Lichtverluste zu verhindern und die optische Leistung zu verbessern. Entwickler Sungsoo Choi vom Samsung Semiconductor R&D Center vergleicht die Technologie mit dem Bau einer dünnen Barriere zwischen verschiedenen Räumen in einem Gebäude. „Laienhaft ausgedrückt ist es dasselbe, als würde man versuchen, eine dünnere Wand zwischen Ihrem Zimmer und dem Zimmer nebenan zu schaffen, ohne den Grad der Schalldämmung zu beeinträchtigen.“ er erklärte.
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Die Super Quad Phase Detection (QPD)-Technologie ermöglicht die Fokussierung aller 200 Millionen Pixel, indem die Intensität der Autofokus-Pixel auf 100 % erhöht wird. QPD bietet eine schnellere und genauere Autofokusfunktion durch die Verwendung eines einzigen Objektivs über vier Pixel und ermöglicht die Messung aller Phasenunterschiede links, rechts, oben und unten des fotografierten Motivs. Der Autofokus ist nicht nur nachts präziser, sondern die hohe Auflösung bleibt auch beim Heranzoomen erhalten. Um das Problem der schlechten Bildqualität in Umgebungen mit wenig Licht zu lösen, nutzte Samsung innovative Pixeltechnologie. „Wir haben eine verbesserte Version unserer proprietären Tetra2pixel-Technologie verwendet, die vier oder sechzehn benachbarte Pixel kombiniert, um in Umgebungen mit wenig Licht als ein großes Pixel zu fungieren.“ sagte Choi. Die verbesserte Pixeltechnologie ermöglicht es, Videos in 8K-Auflösung mit 30 fps und in 4K mit 120 fps aufzunehmen, ohne das Sichtfeld zu verlieren.
Ki und Choi sagten außerdem, dass sie bei der Entwicklung des neuen Fotosensors auf eine Reihe technischer Hindernisse gestoßen seien (insbesondere bei der Implementierung der DTI-Technologie, die erstmals von Samsung verwendet wurde), diese jedoch dank der Zusammenarbeit von überwunden werden konnten verschiedene Mannschaften. Trotz der anspruchsvollen Entwicklung stellte der koreanische Riese den neuen Sensor weniger als ein Jahr nach der Ankündigung seines ersten 200MPx-Sensors vor. Auf welchem Smartphone es sein Debüt geben wird, ist derzeit noch unklar.
