Samsung har annonceret 50MP ISOCELL GN1 kamera billedsensor til smartphones. Det er en 1/1,3" sensor med 1,2um pixels, og den har Dual Pixel autofcus.
I løbet af de sidste par år er højmegapixelsensorer i smartphone-kameraer blevet normen. Huawei førte an med 40 MP-sensorer. Så lancerede Sony 48MP IMX586 Quad Bayer sensor i 2018. Sensoren endte med at blive brugt af et stort udvalg af populære mellemklasse-, flagskibs- og budgetsmartphones i 2019. Den nådesløse fremmarch fortsatte med annonceringen af de første 64MP-sensorer i form af ISOCELL GW1 og Sony IMX686 henholdsvis. Det var Samsung dog ikke tilfreds med. Virksomheden brød ny vej, da den annoncerede 108MP ISOCELL Bright HMX sidste år, som endte med at finde vej til Xiaomi Mi Note 10. Den lidt opgraderede ISOCELL HM1 var med i virksomhedens halo-flagskib, Galaxy S20 Ultra. I smartphone-kameraindustrien er primære kamerasensorer nu hentet fra Sony eller Samsung, og de er blevet de to dominerende spillere på markedet. Nu har Samsung annonceret endnu en høj megapixel sensor til smartphones i form af 50MP ISOCELL GN1. Interessant nok har den Dual Pixel autofokus. Lad os dykke ned i baggrunden for denne nyhedsmeddelelse.
Selvom det kan virke som om sensorer med høje megapixel er en win-win situation på grund af pixel binning, er det ikke så enkelt som det. For det første har en 48MP eller 64MP eller 108MP sensor ikke 48MP/64MP/108MP kromatisk opløsning. Quad Bayer og Nona Bayer (Galaxy S20 Ultra) filter af sådanne sensorer betyder, at en 48MP Quad Bayer-sensor i virkeligheden kun har 12MP kromatisk opløsning. Disse sensorer kan producere Quad Bayer-output i høj opløsning, men resultaterne er normalt mindre end optimale, da de ikke er beregnet til at blive brugt på den måde. I stedet fortsætter enhedsproducenter stadig med at sende deres telefoner med pixel-indbyggede 12MP/16MP/27MP-tilstande som standard. Det andet store problem med disse sensorer er, at indtil nu har disse høje megapixel-sensorer ikke understøttet Dual Pixel PDAF. Med undtagelse af LG V60 ThinQ, alle telefoner med så høje megapixelsensorer har været afhængige af traditionel fasedetektionsautofokus (PDAF).
Dual Pixel PDAF, en autofokusteknologi, der populært bruges i DSLR'er og spejlløse kameraer, blev først introduceret i smartphone-kameraer med Samsung Galaxy S7. Det betyder, at billedsensoren bruger 100 % af pixels i sensoren til autofokus, hvilket væsentligt forbedrer fokuseringssystemets hastighed og nøjagtighed. Galaxy S20 Ultra er med sin 108MP højopløsningssensor faktisk det første Samsung-flagskib, der mangler Dual Pixel PDAF-systemet siden Galaxy S7, og det kan ses. Ved lanceringen påpegede anmeldere forskellige autofokusproblemer med hastighed og nøjagtighed på Galaxy S20 Ultra (anmeldelse), hvilket hæmmede brugeroplevelsen. Samsung udrullede efterfølgende en opdatering for at løse sådanne problemer, men feedback er stadig fast om, hvorvidt de er blevet fuldstændig rettet. Desuden på grund af hardwareegenskaberne ved PDAF vs. Dual Pixel PDAF, S20 Ultras 108MP sensor vil aldrig være i stand til at fokusere så hurtigt eller så præcist som den traditionelle 12MP primære sensor på standard Galaxy S20 og Galaxy S20+ (anmeldelse). Det er klart, at højmegapixelsensorer skal inkorporere Dual Pixel autofokus for at forhindre sådanne problemer i fremtidige telefoner, og 50MP ISOCELL GN1 gør netop det.
50MP ISOCELL GN1 er en stor 1/1,3" sensor med forholdsvis store 1,2μm pixels. Størrelsen på sensoren er faktisk lidt større end 108MP ISOCELL HM1, der bruges i Galaxy S20 Ultra, som har et optisk format på 1/1,33". Samsung bemærker, at GN1 er virksomhedens første billedsensor, der tilbyder både Dual Pixel- og Tetracell-teknologier. Den større pixelstørrelse siges at bringe billedsensorens ydeevne til et "nyt niveau" med en kombination af forhøjet lysfølsomhed for bedre billeder i svagt lys og autofokushastigheder på DSLR-niveau. Dual Pixel-teknologien skaber 100 millioner fasedetekterende fotodioder til hurtig autofokusering og lysinformation, der kan oversættes op til 100 megapixel, ifølge virksomheden.
Der skal laves en balance mellem detaljerede billeder i høj opløsning og større pixels for bedre billeder i situationer med svagt lys. ISOCELL GN1 har en relativt pragmatisk balance mellem de to, ligesom Sony IMX689 findes i OPPO Find X2 Pro (Førstehåndsindtryk) og OnePlus 8 Pro (anmeldelse). Ifølge Samsung opfylder den således flere behov på én gang.
GN1 har 100 millioner PDAF-agenter. Samsungs Dual Pixel-teknologi placerer to fotodioder side om side inden for en enkelt pixel, der kan modtage lys fra forskellige vinkler til fasedetektion. Med alle sensorens aktive pixels, der fungerer som autofokus-agenter, kan GN1 registrere og fokusere på et objekt fra hvert hjørne med det samme, selv i svagt lys. Under optagelse af stillbilleder skabes et enkelt-pixel output ved at fusionere output fra de to fotodioder i pixlen. Virksomheden leverer også en softwarealgoritme, der tager lysinformation fra hver fotodiode for at producere billedopløsninger, der kan sammenlignes med 100MP (dette ser ud til at være et eksempel på superopløsning).
ISOCELL GN1 har naturligvis også Samsungs Tetracell-teknologi, som ikke er andet end firmaets navn til 4-i-1 pixel binning (Galaxy S20 Ultra bruger på den anden side 9-i-1 pixel binning, dvs. binning). Samsung beskriver det som en pixelfusionsteknik, der forbedrer pixelsnes kapacitet til at opfange og behandle mere lys. Den fordobler den "effektive pixelstørrelse" til 2,4 μm og firdobler lysfølsomheden for at tage lyse 12,5 MP-billeder. Den forbedrede lysfølsomhed skyldes 1,2 μm pixelstørrelsen, som er højere end standard 0,8 μm pixelstørrelsen for andre højopløselige billedsensorer. IMX689 har på den anden side en lidt mindre pixelstørrelse på 1,12μm, mens OmniVision OV48C har den samme pixelstørrelse på 1,2μm, men den har ikke fundet vej til noget telefonkamera endnu. Selv i ekstremt svagt lys kan GN1 angiveligt levere lyse og skarpe resultater.
Sensoren leveres også med Smart-ISO for intelligent at vælge den optimale ISO. Derudover har den HDR i realtid, der gør det muligt at fange scenen i flere samtidige eksponeringer, samt gyrobaseret EIS til at tage skarpe billeder og videoer i bevægelse. GN1 understøtter videooptagelse med op til 8K opløsning ved 30 fps. Dette er især højere end mulighederne for Galaxy S20 Ultras 108MP-sensor, som understøtter 8K ved kun 24fps.
Samsung siger, at ISOCELL GN1 startede masseproduktion i denne måned. Ifølge den bemærkelsesværdige lækker Ice Universe vil denne sensor dog ikke finde vej til den kommende Galaxy Note 20+. Galaxy Note 20+ vil i stedet have den samme 108MP HM1-sensor der findes i Galaxy S20 Ultra, men det vil tilføje en ny sensor for fuldstændigt at løse fokuseringsproblemet. Dette skulle i teorien forhindre autofokusproblemer. 50 MP-sensoren vil ikke finde vej til Galaxy Fold 2 enten. Det kan dog forventes at finde vej i en premium Samsung-telefon til sidst.
Kilde: Samsung