Samsung hat den 50MP ISOCELL GN1 Kamerabildsensor für Smartphones angekündigt. Es handelt sich um einen 1/1,3-Zoll-Sensor mit 1,2 µm Pixeln und verfügt über einen Dual-Pixel-Autofokus.
In den letzten Jahren sind Sensoren mit hoher Megapixelzahl in Smartphone-Kameras zur Norm geworden. Huawei war mit 40MP-Sensoren führend. Dann brachte Sony das auf den Markt 48MP IMX586 Quad-Bayer-Sensor im Jahr 2018. Der Sensor wurde 2019 schließlich von einer Vielzahl beliebter Mittelklasse-, Flaggschiff- und Budget-Smartphones verwendet. Der unermüdliche Marsch nach vorne wurde mit der Ankündigung der ersten 64MP-Sensoren in Form des fortgesetzt ISOCELL GW1 bzw. der Sony IMX686. Allerdings gab sich Samsung damit nicht zufrieden. Mit der Ankündigung betrat das Unternehmen Neuland 108MP ISOCELL Bright HMX letztes Jahr, das schließlich seinen Weg zum Xiaomi Mi Note 10 fand. Der leicht verbesserte ISOCELL HM1 kommt im Halo-Flaggschiff des Unternehmens, dem Galaxy S20 Ultra, zum Einsatz. In der Smartphone-Kamerabranche werden die primären Kamerasensoren mittlerweile von Sony oder Samsung bezogen und sie sind zu den beiden dominierenden Akteuren auf dem Markt geworden. Jetzt hat Samsung mit dem 50MP ISOCELL GN1 einen weiteren High-Megapixel-Sensor für Smartphones angekündigt. Interessanterweise verfügt es über einen Dual-Pixel-Autofokus. Lassen Sie uns in den Hintergrund dieser Pressemitteilung eintauchen.
Auch wenn es den Anschein hat, dass Sensoren mit hoher Megapixelzahl aufgrund des Pixel-Binnings eine Win-Win-Situation darstellen, so einfach ist das nicht. Zum einen verfügt ein 48MP-, 64MP- oder 108MP-Sensor nicht über eine chromatische Auflösung von 48MP/64MP/108MP. Der Quad Bayer und Nona Bayer (Galaxy S20 Ultra)-Filter solcher Sensoren bedeutet, dass ein 48-MP-Quad-Bayer-Sensor in Wirklichkeit nur eine chromatische Auflösung von 12 MP hat. Diese Sensoren können eine hochauflösende Quad-Bayer-Ausgabe erzeugen, die Ergebnisse sind jedoch normalerweise nicht optimal, da sie nicht für diese Verwendung gedacht sind. Stattdessen liefern Gerätehersteller ihre Telefone weiterhin standardmäßig mit den Pixel-Binned-Modi 12MP/16MP/27MP aus. Das andere große Problem bei diesen Sensoren besteht darin, dass diese Sensoren mit hohen Megapixeln bisher kein Dual Pixel PDAF unterstützt haben. Mit Ausnahme der LG V60 ThinQAlle Telefone mit so hohen Megapixel-Sensoren haben sich auf den herkömmlichen Phasendetektions-Autofokus (PDAF) verlassen.
Dual Pixel PDAF, eine Autofokus-Technologie, die häufig in DSLRs und spiegellosen Kameras verwendet wird, wurde erstmals mit dem Samsung Galaxy S7 in Smartphone-Kameras eingeführt. Das bedeutet, dass der Bildsensor 100 % der Pixel im Sensor für den Autofokus nutzt, was die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Fokussystems deutlich verbessert. Das Galaxy S20 Ultra mit seinem hochauflösenden 108-MP-Sensor ist tatsächlich das erste Samsung-Flaggschiff seit dem Galaxy S7, dem das Dual-Pixel-PDAF-System fehlt, und das sieht man. Bei der Markteinführung wiesen Rezensenten auf verschiedene Probleme mit dem Autofokus in Bezug auf Geschwindigkeit und Genauigkeit beim Galaxy S20 Ultra hin (Rezension), was die Benutzererfahrung beeinträchtigte. Samsung hat daraufhin ein Update herausgebracht, um solche Probleme zu beheben, aber es gibt immer noch Rückmeldungen darüber, ob sie vollständig behoben wurden. Aufgrund der Hardware-Eigenschaften von PDAF vs. Dual Pixel PDAF, der 108-MP-Sensor des S20 Ultra wird nie so schnell und genau fokussieren können wie der herkömmliche 12-MP-Primärsensor des Standard-Galaxy S20 und des Galaxy S20+ (Rezension). Es ist klar, dass High-Megapixel-Sensoren über einen Dual-Pixel-Autofokus verfügen müssen, um solche Probleme in zukünftigen Telefonen zu verhindern, und das 50MP ISOCELL GN1 tut genau das.
Der 50MP ISOCELL GN1 ist ein großer 1/1,3-Zoll-Sensor mit vergleichsweise großen 1,2μm-Pixeln. Die Größe des Sensors ist tatsächlich etwas größer als der 108 MP ISOCELL HM1, der im Galaxy S20 Ultra verwendet wird und ein optisches Format von 1/1,33 Zoll hat. Samsung weist darauf hin, dass der GN1 der erste Bildsensor des Unternehmens ist, der sowohl Dual-Pixel- als auch Tetracell-Technologie bietet. Die größere Pixelgröße soll die Leistung des Bildsensors auf ein „neues Niveau“ bringen, mit einer Kombination aus erhöhter Lichtempfindlichkeit für bessere Fotos bei schlechten Lichtverhältnissen und Autofokusgeschwindigkeiten auf DSLR-Niveau. Die Dual-Pixel-Technologie erzeugt 100 Millionen phasendetektierende Fotodioden für eine schnelle Autofokussierung und Lichtinformationen, die nach Angaben des Unternehmens in bis zu 100 Megapixel übersetzt werden können.
Für bessere Fotos bei schlechten Lichtverhältnissen muss ein Gleichgewicht zwischen detaillierten hochauflösenden Fotos und größeren Pixeln hergestellt werden. Der ISOCELL GN1 schafft eine relativ pragmatische Balance zwischen beiden, genau wie der Sony IMX689 im OPPO Find X2 Pro (erste Eindrücke) und das OnePlus 8 Pro (Rezension). Damit erfüllt es laut Samsung mehrere Bedürfnisse auf einmal.
Das GN1 verfügt über 100 Millionen PDAF-Agenten. Die Dual-Pixel-Technologie von Samsung platziert zwei Fotodioden nebeneinander in einem einzigen Pixel, die Licht aus verschiedenen Winkeln zur Phasenerkennung empfangen können. Da alle aktiven Pixel des Sensors als Autofokus-Agenten fungieren, kann der GN1 ein Objekt aus jeder Ecke sofort erkennen und darauf fokussieren, selbst bei schlechten Lichtverhältnissen. Während der Standbildaufnahme wird eine Einzelpixelausgabe erzeugt, indem die Ausgaben der beiden Fotodioden innerhalb des Pixels zusammengeführt werden. Das Unternehmen bietet außerdem einen Softwarealgorithmus an, der Lichtinformationen von jeder Fotodiode nutzt, um Bildauflösungen zu erzeugen, die mit 100 MP vergleichbar sind (dies scheint ein Beispiel für Superauflösung zu sein).
Selbstverständlich verfügt das ISOCELL GN1 auch über die Tetracell-Technologie von Samsung, die nichts anderes als der Name des Unternehmens ist für 4-in-1-Pixel-Binning (das Galaxy S20 Ultra hingegen nutzt 9-in-1-Pixel-Binning, also Nona Klasseneinteilung). Samsung beschreibt es als eine Pixel-Merging-Technik, die die Fähigkeit der Pixel verbessert, mehr Licht einzufangen und zu verarbeiten. Es verdoppelt die „effektive Pixelgröße“ auf 2,4 μm und vervierfacht die Lichtempfindlichkeit, um helle 12,5-MP-Fotos aufzunehmen. Die verbesserte Lichtempfindlichkeit ist auf die Pixelgröße von 1,2 μm zurückzuführen, die höher ist als die Standardpixelgröße von 0,8 μm anderer hochauflösender Bildsensoren. Der IMX689 hingegen verfügt über eine etwas kleinere Pixelgröße von 1,12 μm, während der OmniVision OV48C hat die gleiche Pixelgröße von 1,2 μm, hat es aber noch nicht in eine Telefonkamera geschafft. Auch bei extrem wenig Licht soll der GN1 helle und scharfe Ergebnisse liefern können.
Der Sensor ist außerdem mit Smart-ISO ausgestattet, um den optimalen ISO-Wert intelligent auszuwählen. Darüber hinaus verfügt es über Echtzeit-HDR, das es ermöglicht, die Szene in mehreren gleichzeitigen Belichtungen aufzunehmen, sowie über gyro-basiertes EIS, um scharfe Fotos und Videos in Bewegung aufzunehmen. Der GN1 unterstützt Videoaufnahmen mit einer Auflösung von bis zu 8K und 30 Bildern pro Sekunde. Dies ist insbesondere höher als die Fähigkeiten des 108-MP-Sensors des Galaxy S20 Ultra, der 8K mit nur 24 Bildern pro Sekunde unterstützt.
Samsung sagt, dass die Massenproduktion des ISOCELL GN1 diesen Monat begonnen hat. Laut dem bekannten Leaker Ice Universe wird dieser Sensor jedoch nicht im kommenden Galaxy Note 20+ Einzug halten. Das Galaxy Note 20+ wird stattdessen über den gleichen 108MP HM1-Sensor verfügen Das ist im Galaxy S20 Ultra zu finden, wird aber einen neuen Sensor hinzufügen, um das Fokussierungsproblem vollständig zu lösen. Dies sollte theoretisch Probleme mit dem Autofokus verhindern. Der 50-MP-Sensor wird es nicht schaffen Galaxy Fold 2 entweder. Es ist jedoch davon auszugehen, dass es irgendwann in einem Premium-Handy von Samsung Einzug halten wird.
Quelle: Samsung