Samsung heeft de 50 MP ISOCELL GN1-camerabeeldsensor voor smartphones aangekondigd. Het is een 1/1,3-inch sensor met 1,2um pixels en beschikt over Dual Pixel-autofocus.
De afgelopen jaren zijn sensoren met hoge megapixels in smartphonecamera’s de norm geworden. Huawei liep voorop met 40MP-sensoren. Toen lanceerde Sony de 48MP IMX586 Quad Bayer-sensor in 2018. De sensor werd in 2019 gebruikt door een grote verscheidenheid aan populaire middenklasse-, vlaggenschip- en budget-smartphones. De meedogenloze mars voorwaarts ging verder met de aankondigingen van de eerste 64MP-sensoren in de vorm van de ISOCELL GW1 en respectievelijk de Sony IMX686. Samsung was daar echter niet tevreden mee. Het bedrijf was baanbrekend toen het de aankondiging deed 108MP ISOCELL Heldere HMX vorig jaar, dat uiteindelijk zijn weg vond naar de Xiaomi Mi Note 10. De licht verbeterde ISOCELL HM1 was te zien in het halo-vlaggenschip van het bedrijf, de Galaxy S20 Ultra. In de smartphonecamera-industrie worden de primaire camerasensoren nu betrokken bij Sony of Samsung, en zij zijn de twee dominante spelers op de markt geworden. Nu heeft Samsung nog een sensor met hoge megapixels voor smartphones aangekondigd in de vorm van de 50 MP ISOCELL GN1. Interessant is dat het Dual Pixel-autofocus heeft. Laten we eens kijken naar de achtergrond van deze nieuwsaankondiging.
Hoewel het lijkt alsof sensoren met een hoog megapixelgehalte een win-winsituatie zijn vanwege pixelbinning, is het niet zo eenvoudig. Om te beginnen heeft een 48 MP-, 64 MP- of 108 MP-sensor geen chromatische resolutie van 48 MP/64 MP/108 MP. De Quad Bayer en Nona Bayer (Galaxy S20 Ultra) filter van dergelijke sensoren betekent dat een 48 MP Quad Bayer-sensor in werkelijkheid slechts 12 MP chromatische resolutie heeft. Deze sensoren kunnen Quad Bayer-uitvoer met hoge resolutie produceren, maar de resultaten zijn meestal niet optimaal omdat ze niet bedoeld zijn om op die manier te worden gebruikt. In plaats daarvan blijven apparaatfabrikanten hun telefoons standaard leveren met pixel-binned 12 MP/16 MP/27 MP-modi. Het andere grote probleem met deze sensoren is dat deze sensoren met hoge megapixels tot nu toe geen Dual Pixel PDAF ondersteunden. Met uitzondering van de LG V60 ThinQvertrouwen alle telefoons met zulke hoge megapixelsensoren op traditionele fasedetectie-autofocus (PDAF).
Dual Pixel PDAF, een autofocustechnologie die veel wordt gebruikt in DSLR's en spiegelloze camera's, werd voor het eerst geïntroduceerd in smartphonecamera's met de Samsung Galaxy S7. Dit betekent dat de beeldsensor 100% van de pixels in de sensor gebruikt voor autofocus, waardoor de snelheid en nauwkeurigheid van het scherpstelsysteem aanzienlijk worden verbeterd. De Galaxy S20 Ultra, met zijn 108 MP hoge-resolutiesensor, is feitelijk het eerste vlaggenschip van Samsung dat het Dual Pixel PDAF-systeem mist sinds de Galaxy S7, en dat is te zien. Bij de lancering wezen recensenten op verschillende autofocusproblemen met de snelheid en nauwkeurigheid van de Galaxy S20 Ultra (beoordeling), wat de gebruikerservaring belemmerde. Samsung heeft vervolgens een update uitgerold om dergelijke problemen op te lossen, maar de feedback blijft nog steeds bestaan over de vraag of ze volledig zijn opgelost. Bovendien, vanwege de hardwarekenmerken van PDAF vs. Dual Pixel PDAF, de 108 MP sensor van de S20 Ultra zal nooit zo snel of zo nauwkeurig kunnen scherpstellen als de traditionele 12 MP primaire sensor van de standaard Galaxy S20 en de Galaxy S20+ (beoordeling). Het is duidelijk dat sensoren met hoge megapixels Dual Pixel-autofocus moeten bevatten om dergelijke problemen in toekomstige telefoons te voorkomen, en de 50 MP ISOCELL GN1 doet precies dat.
De 50 MP ISOCELL GN1 is een grote 1/1,3"-sensor met relatief grote pixels van 1,2 μm. Het formaat van de sensor is eigenlijk iets groter dan de 108 MP ISOCELL HM1 die wordt gebruikt in de Galaxy S20 Ultra, die een optisch formaat heeft van 1/1,33". Samsung merkt op dat de GN1 de eerste beeldsensor van het bedrijf is die zowel Dual Pixel- als Tetracell-technologieën biedt. Er wordt gezegd dat de grotere pixelgrootte de prestaties van de beeldsensor naar een "nieuw niveau" brengt met een combinatie van verhoogde lichtgevoeligheid voor betere foto's bij weinig licht en autofocussnelheden op DSLR-niveau. De Dual Pixel-technologie creëert 100 miljoen fasedetecterende fotodiodes voor snelle autofocus en lichtinformatie die volgens het bedrijf kan worden vertaald tot 100 megapixels.
Er moet een balans worden gevonden tussen gedetailleerde foto's met een hoge resolutie en grotere pixels voor betere foto's bij weinig licht. De ISOCELL GN1 biedt een relatief pragmatisch evenwicht tussen de twee, net als de Sony IMX689 in de OPPO Find X2 Pro (eerste indruk) en de OnePlus 8 Pro (beoordeling). Volgens Samsung vervult het daarmee meerdere behoeften tegelijk.
De GN1 heeft 100 miljoen PDAF-agenten. De Dual Pixel-technologie van Samsung plaatst twee fotodiodes naast elkaar binnen een enkele pixel die licht vanuit verschillende hoeken kunnen ontvangen voor fasedetectie. Omdat alle actieve pixels van de sensor als autofocusmiddelen werken, kan de GN1 vanuit elke hoek een object onmiddellijk detecteren en erop scherpstellen, zelfs bij weinig licht. Tijdens het vastleggen van stilstaande beelden wordt een uitvoer van één pixel gecreëerd door de uitvoer van de twee fotodiodes binnen de pixel samen te voegen. Het bedrijf levert ook een software-algoritme dat lichtinformatie van elke fotodiode gebruikt om beeldresoluties te produceren die vergelijkbaar zijn met 100 MP (dit lijkt een voorbeeld van superresolutie te zijn).
De ISOCELL GN1 beschikt uiteraard ook over de Tetracell-technologie van Samsung, wat niets anders is dan de naam van het bedrijf voor 4-in-1 pixelbinning (de Galaxy S20 Ultra daarentegen gebruikt 9-in-1 pixelbinning, d.w.z. nona binning). Samsung beschrijft het als een techniek voor het samenvoegen van pixels die het vermogen van de pixels om meer licht op te vangen en te verwerken verbetert. Het verdubbelt de "effectieve pixelgrootte" tot 2,4 μm en verviervoudigt de lichtgevoeligheid om heldere 12,5 MP foto's te maken. De verbeterde lichtgevoeligheid is te danken aan de pixelgrootte van 1,2 μm, die hoger is dan de standaard pixelgrootte van 0,8 μm van andere beeldsensoren met hoge resolutie. De IMX689 heeft daarentegen een iets kleinere pixelgrootte van 1,12 μm, terwijl de OmniVision OV48C heeft dezelfde pixelgrootte van 1,2 μm, maar is nog niet op een telefooncamera terechtgekomen. Zelfs bij extreem weinig licht kan de GN1 heldere en scherpe resultaten opleveren.
De sensor wordt ook geleverd met Smart-ISO om op intelligente wijze de optimale ISO te selecteren. Bovendien beschikt het over real-time HDR waarmee het de scène in meerdere gelijktijdige belichtingen kan vastleggen, evenals op gyro gebaseerde EIS om scherpe foto's en bewegende video's te maken. De GN1 ondersteunt video-opnames met een resolutie tot 8K bij 30 fps. Dit is met name hoger dan de mogelijkheden van de 108 MP-sensor van de Galaxy S20 Ultra, die 8K ondersteunt bij slechts 24 fps.
Samsung zegt dat de ISOCELL GN1 deze maand met de massaproductie is begonnen. Volgens de opmerkelijke lekkende Ice Universe zal deze sensor echter niet zijn weg vinden naar de aankomende Galaxy Note 20+. De Galaxy Note 20+ zal in plaats daarvan dezelfde 108 MP HM1-sensor hebben die zit in de Galaxy S20 Ultra, maar zal een nieuwe sensor toevoegen om het focusprobleem volledig op te lossen. Dit zou in theorie problemen met de autofocus moeten voorkomen. De 50 MP-sensor zal zijn weg niet vinden naar de Galaxy Vouw 2 of. Er kan echter worden verwacht dat het uiteindelijk zijn weg zal vinden in een premium Samsung-telefoon.
Bron: Samsung