[Opdatering - Galaxy S5 indeholder Samsungs revolutionerende nye ISOCELL-teknologi. Tjek det ud nedenfor, og mere på dette for at komme snart!]

Megapixel gør det nemt at sammenligne, hvorfor mange producenter elsker at skryte af det. Men der er mange andre vigtige ting at gøre i ISOCELL.

Camera aficionados har sikkert hørt om Samsungs ISOCELL-billedsensor, som efter sigende viser sig i Galaxy S5. Denne nye teknologi lover øget lysfølsomhed og højere farvefidelitet selv under dårlige lysforhold, og Samsung regner det som det næste skridt i udviklingen af ​​baglygter (BSI) sensorer.

Vi ønsker at høre mere om ISOCELL-teknologien i de kommende flere måneder. Men ISOCELL er ikke bare et buzzword, så det er vigtigt at forstå, hvad teknologien er, og hvordan den fungerer. Samsung ønsker at ændre smartphone kameraer.

Design af en højkvalitets billedsensor

En af de største faktorer i billedet er den mængde lys, det kan fange i hver pixel. Det er en meget simpel forudsætning - billedet gengives. Dette betyder, at hver pixel kan optage mere lys.

Men når du har store pixels, kan du reducere dem på kameraets overflade, hvilket resulterer i en mindre opløsning og mindre detaljerede billeder.

Typisk har smartphone beslutningstagere været mere og mere i små pixels på sensoren for at øge opløsningen, end at have mere følsomme pixels.

God opløsning vs God lysfølsomhed

En bemærkelsesværdig undtagelse er HTC, som forsøgte at spænde udviklingen af ​​ever-shrinking pixels med sin UltraPixel-teknologi. UltraPixels er faktisk større pixels, og derfor måtte HTC reducere opløsningen af ​​One's kamera til kun 4MP. På bagsiden kan takket være denne man tage gode billeder.

HTCs sti har imidlertid ingen steder at gå. "" Alle begrænsninger af et smartphone-venligt fodspor er blevet diskuteret.

I et forsøg på at fange mere lys på minimale pixels har fabrikanterne været i store længder for at forbedre sensorens effektivitet. så det udelukker ikke noget lys. Denne illustration viser, hvordan en BSI-sensor fanger flere fotoner sammenlignet med FSI-sensoren, hvor metalkablerne afspejler nogle af dem.

Kilde: Testet

Men BSI-teknologien går kun så langt for at maksimere sensorens effektivitet. En anden stor hindring for mobile billedsensorer er crosstalk, og det er her, hvor ISOCELL kommer i spil.

Hvilke problemer løser ISOCELL?

Et problem, der er ISOCELL, er, at som en pixel krymper sin brøndkapacitet. Ved dynamisk rækkevidde med hensyn til billeddannelse menes vi forskelligheden i intensitet mellem billedets lyseste og mørkeste dele.

Der er et andet stort problem med meget mindre pixelstørrelser, fotodioder er forkert farve og mængde lys på grund af et fænomen kaldet crosstalk. Fotodioder er de små detektorer, der bliver til en strøm, som er sensorens chipprocesser og bliver til et billede.

Crosstalk tilfældigvis er en fotodiode "lækager" til nabostillede fotodioder, hvilket forårsager svage strømme til at danne, hvor det ikke bør være nogen.

Crosstalk forekommer af en række årsager, men den mest sandsynlige årsag er let hoppende rundt om dioden, som kaldes lys crosstalk. Når en pixel modtager mere lys, der mætter det, forekommer der også elektronisk krydsning, hvilket er dannelsen af ​​strømme i forkerte fotodioder på grund af lækage af elektriske signaler.

Et eksempel på krydslig lækage, både lys og elektronisk, mellem individuelle farvepixel.

Sagt med andre ord, hvis vi skulle skinne et lys på en grøn pixel, kan nogle fotoner lække ind i de blå og røde og forårsage en lille strøm i disse fotodioder, selvom der ikke er nogen rød eller blå i scenen. Som du kan forestille dig, fører det til en lille forvrængning af det originale billede, når du forsøger at se tilbage på det, manifesteret i blomstrer og støj. Crosstalk er uundgåelig, men det kan mildnes med nogle kloge fremstillingsteknikker.

Sammenfattende er det vigtigt at sikre, at billedet er så præcist som muligt, og at det er korrekt.

Hvordan virker ISOCELL?

ISOCELL er i det væsentlige en udvikling af eksisterende teknologier og sigter mod at løse de problemer, der fremhæves ovenfor.

For det første forsøger ISOCELL at løse problemet med krydstalk ved at isolere hver pixel med en fysisk barriere, dermed "iso" -delen af ​​navnet. Denne afhandling sikrer, at de korrekte fotoner forbliver fanget i deres ønskede celler og dermed mere sandsynligt at blive absorberet i den korrekte pixels fotodiode.

Sådan forklarer Samsung ISOCELL i en video:

Sammenlignet med konventionelle BSI-pixel forventes ISOCELL at reducere kryds og øge sensorens fuldbrøndskapacitet med ca. 30 procent på grund af den farve, hver pixel er isoleret. Det betyder ikke, at der er mere end 30 procent, men det vil resultere i højere farvefidelitet, hvilket ses som en lille forbedring af skarphed og rigdom.

Tekniske detaljer

Samsung kalder 3D-baglygten Illuminated Pixel med Front Side Deep Trench Isolation (F-DTI) og Vertikal Transfer Gate (VTG).

Problemet med isolerende fotodioder (F-DTI) er, at det faktisk reducerer overfladearealet af fotodioden, der fanger lys, og dermed den fulde brøndkapacitet. For at løse dette problem har Samsung ændret udformningen af ​​fotodioder til en vertikal overføringsport (VTG) i stedet for den vandrette type, der normalt findes på BSI-sensorer. Ved hjælp af VTG aktiverede Samsung at isolere fotodioder, men har stadig god lysfølsomhed.

Takket være denne teknologi formåede Samsung at reducere crosstalk fra 19 procent til BSI-sensoren til 12, 5 procent for ISOCELL. Den nye teknologi giver et glimrende luminanssignal til støj (YSNR = 10) forhold på 105 lux sammenlignet med 150 lux i tilfælde af BSI; Fuld kapacitet blev øget til 6.200 e til 5.000 e på en lignende BSI sensor.

ISOCELL muliggør således en synsvinkel ved at indfange flere af lyset, der kommer skråt. Dette tillader brug af lavere F-nummer linser, for bedre kvalitet billeder i mindre godt oplyste miljøer. Endelig giver ISOCELL mere frihed til at sænke modulets højde eller øge pixel arrayets overflade. Sensorer ønsker at kunne lave endnu mindre pakker.

Hvad det betyder for smartphones

Det er klart, at ISOCELL forbedrer den generelle billedkvalitet i form af forbedret skarphed, et mere dynamisk område og mere nøjagtig billedoptagelse. Her er en lille smag af de forbedringer vi taler om.

BSI vs ISOCELL, udendørs. Klik for større billede

BSI vs ISOCELL, indendørs prøve. Klik for større billede

Ud over forbedringer af billedkvaliteten vil ISOCELL sandsynligvis påvirke omkostningerne og den fremtidige udvikling af smartphone-kameraer. ISOCELL-kameraer vil sandsynligvis begynde at være lidt dyrere end den nuværende afgrøde, så det er nok kun bestemt til premium-enheder til nu.

Selv om den første Samsung billedsensor vil kræve 8 megapixel, vil hver pixel være 1, 12 mikron hver, hvilket sikkert kunne svare til antallet af megapixel i den nuværende high-end sensor uden at ofre så meget billedkvalitet til støj og overskridelse. Husk at en 16 megapixel version allerede er rygter om Samsung Galaxy S5. Samsung ønsker at kunne klare i endnu flere pixels i fremtiden.

Krympning af kameramodulet betyder, at det også kan være til fordel for mindre og dyrere komponenter, eller designere kan beslutte at bruge ekstra plads til forbedringer af andre bits kamerateknologi. Krympende kameramoduler kan gøre plads til tyndere designs eller større batterier.

ISOCELL er en ny teknologi, der ser ud til at den kunne konsolidere Samsungs status som en tophund i mobilindustrien. Samsung selv har sagt, at ISOCELL ønsker at være i "top tier tech på moderne mobilenheder i 2014", hvilket foreslog, at Galaxy S5 eller Note 4 kunne være den første inline til gavn af denne nye teknologi.