Samsung har tillkännagivit 50MP ISOCELL GN1-kamerabildsensorn för smartphones. Det är en 1/1,3" sensor med 1,2um pixlar och den har Dual Pixel autofcus.
Under de senaste åren har höga megapixelsensorer i smartphonekameror blivit normen. Huawei ledde vägen med 40 MP-sensorer. Sedan lanserade Sony 48MP IMX586 Quad Bayer-sensor 2018. Det slutade med att sensorn användes av ett stort utbud av populära mellanklass-, flaggskepps- och budgetsmarttelefoner 2019. Den obevekliga marschen framåt fortsatte med tillkännagivanden av de första 64MP-sensorerna i form av ISOCELL GW1 och Sony IMX686 respektive. Samsung var dock inte nöjd med det. Företaget bröt ny mark när det tillkännagav 108 MP ISOCELL Bright HMX förra året, som hamnade på väg till Xiaomi Mi Note 10. Den något uppgraderade ISOCELL HM1 fanns med i företagets flaggskepp i halo, Galaxy S20 Ultra. Inom smartphone-kameraindustrin kommer primära kamerasensorer nu från Sony eller Samsung, och de har blivit de två dominerande aktörerna på marknaden. Nu har Samsung tillkännagivit ytterligare en högmegapixelsensor för smartphones i form av 50MP ISOCELL GN1. Intressant nog har den Dual Pixel autofokus. Låt oss fördjupa oss i bakgrunden till detta nyhetsmeddelande.
Även om det kan tyckas att sensorer med höga megapixlar är en win-win-situation på grund av pixelbinning, är det inte så enkelt. För det första har en 48MP eller 64MP eller 108MP sensor inte 48MP/64MP/108MP kromatisk upplösning. Quad Bayer och Nona Bayer (Galaxy S20 Ultra) filter av sådana sensorer innebär att i verkligheten har en 48MP Quad Bayer-sensor endast 12MP kromatisk upplösning. Dessa sensorer kan producera högupplöst Quad Bayer-utgång, men resultaten är vanligtvis mindre än optimala eftersom de inte är avsedda att användas på det sättet. Istället fortsätter enhetstillverkare fortfarande att leverera sina telefoner med pixelinnehållet 12MP/16MP/27MP-lägen som standard. Det andra stora problemet med dessa sensorer är att hittills har dessa höga megapixelsensorer inte stött Dual Pixel PDAF. Med undantag för LG V60 ThinQ, alla telefoner med så höga megapixelsensorer har förlitat sig på traditionell fasdetekteringsautofokus (PDAF).
Dual Pixel PDAF, en autofokusteknik som populärt används i DSLR och spegellösa kameror introducerades först i smartphonekameror med Samsung Galaxy S7. Det betyder att bildsensorn använder 100 % av pixlarna i sensorn för autofokus, vilket avsevärt förbättrar fokuseringssystemets hastighet och noggrannhet. Galaxy S20 Ultra, med sin 108 MP högupplösta sensor, är faktiskt det första Samsung-flaggskeppet som saknar Dual Pixel PDAF-systemet sedan Galaxy S7, och det märks. Vid lanseringen påpekade recensenter olika autofokusproblem med hastighet och noggrannhet på Galaxy S20 Ultra (recension), vilket hämmade användarupplevelsen. Samsung rullade därefter ut en uppdatering för att åtgärda sådana problem, men feedback är fortfarande fixad om huruvida de har åtgärdats helt. Dessutom, på grund av hårdvaruegenskaperna hos PDAF vs. Dual Pixel PDAF, S20 Ultras 108MP-sensor kommer aldrig att kunna fokusera så snabbt eller så exakt som den traditionella 12MP primära sensorn i standard Galaxy S20 och Galaxy S20+ (recension). Det är uppenbart att sensorer med höga megapixlar måste inkludera Dual Pixel autofokus för att förhindra sådana problem i framtida telefoner, och 50MP ISOCELL GN1 gör just det.
50MP ISOCELL GN1 är en stor 1/1,3" sensor med jämförelsevis stora 1,2μm pixlar. Storleken på sensorn är faktiskt något större än 108MP ISOCELL HM1 som används i Galaxy S20 Ultra, som har ett optiskt format på 1/1,33". Samsung noterar att GN1 är företagets första bildsensor som erbjuder både Dual Pixel- och Tetracell-teknik. Den större pixelstorleken sägs föra bildsensorns prestanda till en "ny nivå" med en kombination av förhöjd ljuskänslighet för bättre bilder i svagt ljus och DSLR-nivå autofokushastigheter. Dual Pixel-tekniken skapar 100 miljoner fasdetekterande fotodioder för snabb autofokusering och ljusinformation som kan översättas upp till 100 megapixlar, enligt företaget.
En balans måste göras mellan detaljerade högupplösta bilder och större pixlar för bättre bilder i svagt ljus. ISOCELL GN1 har en relativt pragmatisk balans mellan de två, precis som Sony IMX689 som finns i OPPO Find X2 Pro (första intrycken) och OnePlus 8 Pro (recension). Enligt Samsung uppfyller den alltså flera behov samtidigt.
GN1 har 100 miljoner PDAF-agenter. Samsungs Dual Pixel-teknik placerar två fotodioder sida vid sida inom en enda pixel som kan ta emot ljus från olika vinklar för fasdetektering. Med alla sensorns aktiva pixlar som fungerar som autofokusagenter kan GN1 upptäcka och fokusera på ett objekt från varje hörn direkt, även i svagt ljus. Under stillbildstagning skapas en enpixelutgång genom att slå samman utsignalerna från de två fotodioderna i pixeln. Företaget tillhandahåller också en mjukvarualgoritm som tar ljusinformation från varje fotodiod för att producera bildupplösningar jämförbara med 100 MP (detta verkar vara ett exempel på superupplösning).
ISOCELL GN1 har naturligtvis också Samsungs Tetracell-teknik, som inte är något annat än företagets namn för 4-i-1 pixel binning (Galaxy S20 Ultra, å andra sidan, använder 9-i-1 pixel binning, det vill säga nona binning). Samsung beskriver det som en pixelsammanslagningsteknik som förbättrar pixlarnas förmåga att fånga och bearbeta mer ljus. Den fördubblar den "effektiva pixelstorleken" till 2,4 μm och fyrdubblar ljuskänsligheten för att ta ljusa 12,5 MP-bilder. Den förbättrade ljuskänsligheten beror på pixelstorleken på 1,2 μm, vilket är högre än standardstorleken på 0,8 μm pixel för andra högupplösta bildsensorer. IMX689, å andra sidan, har en något mindre pixelstorlek på 1,12 μm, medan OmniVision OV48C har samma 1,2 μm pixelstorlek, men den har inte tagit sig till någon telefonkamera än. Även i extremt svagt ljus kan GN1 leverera ljusa och skarpa resultat.
Sensorn kommer även med Smart-ISO för att intelligent välja optimal ISO. Dessutom har den HDR i realtid som gör att den kan fånga scenen i flera samtidiga exponeringar, samt gyrobaserad EIS för att ta skarpa bilder och videor i rörelse. GN1 stöder videoinspelning med upp till 8K upplösning vid 30 fps. Detta är särskilt högre än kapaciteten hos Galaxy S20 Ultras 108MP-sensor, som stöder 8K vid endast 24fps.
Samsung säger att ISOCELL GN1 startade massproduktion denna månad. Men enligt den anmärkningsvärda läckaren Ice Universe kommer denna sensor inte att ta sig till den kommande Galaxy Note 20+. Galaxy Note 20+ kommer istället att ha samma 108MP HM1-sensor som finns i Galaxy S20 Ultra, men det kommer att lägga till en ny sensor för att helt lösa fokuseringsproblemet. Detta borde i teorin förhindra autofokusproblem. 50 MP-sensorn kommer inte att ta sig till Galaxy Fold 2 antingen. Det kan dock förväntas hitta sin väg i en premium Samsung-telefon så småningom.
Källa: Samsung