三星GN1感光器技术及应用解析
刘延 于 2020.05.23 00:37:27 | 源自:soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.69/349
  • 近日,三星发布了新一代图像感光器ISOCELL GN1,除了1/1.3英寸大底外,这款感光器还有什么特点?和索尼同类产品相比有何特色和优势?感谢热心网友提供稿件。本文共1200字,结算稿酬300元。

5月19日,三星发布了旗下新款图像传感器——GN1,三星称,这款图像传感器支持Dual PD和Tetracell技术,这款传感器拥有5000万像素,单像素1.2μm,传感器面积达到了惊人的1/1.3寸,同为目前在产的最大的手机图像传感器之一;在四合一模式下输出为1250万像素,单像素2.4μm;此外,支持一亿像素输出。随后,vivo产品经理韩伯啸转发了相关微博,暗示vivo将采用这款图像传感器。

  • 全像素双核对焦+Quad Bayer滤镜

    这款传感器很有意思,看起来甚至不那么“三星”。三星GN1可以看做原来三星S5K2L9——即vivo X20后置摄像头上用的那颗——的单像素略缩小+像素4x增加+滤镜更换版本。三星S5K2L9属于三星ISOCELL Fast序列。而三星在自家旗舰机S20 Ultra上用的,是S5KHM1,是一颗10800万像素的九合一输出的传感器,三星将其归为ISOCELL Bright序列。

    三星GN1这颗传感器这两项技术参数的目的也很明确:提升对焦能力,现有主流Quadbayer阵列传感器,除了IMX689和IMX700,都是内嵌一定相位对焦点,由于单像素面积偏小、相位对焦点数量有限,大多数手机的对焦能力都比上时代全像素双核对焦时期弱。重回全像素双核对焦,手机拍摄体验能提升一大截。这可能也是为什么选择了1.2μm,相对较大的单个像素,其相位信息冗余更多,更有利于对焦,尤其是弱光对焦。加强弱光拍摄,这里的弱光拍摄,不仅是弱光拍照,也是弱光录像。弱光拍照可以通过四合一+多帧合成实现,但弱光录像,四合一的大像素就排上了用场。结合弱光下的对焦能力,进一步提升弱光视频拍摄体验。

    对比网红2x2 OCL的索尼IMX689

  • 刚好,索尼这张图给了我们良好的示范。

    相较于全像素双核对焦,索尼的2×2 OCL在HDR和分辨率上,相较于1.22μm的全像素双核技术表现更好,这两项索尼给全像素双核打分为Poor,而给2×2 OCL打分为Very good。但在量子效率(光电转化效率)和对焦这两个项目上,2×2 OCL并没有胜出太多。而相较于Quadbayer滤镜排列,2×2 OCL在量子效率(光电转化效率)和对焦上胜出,而在HDR和分辨率上基本持平。以上信息也很好理解,2×2 OCL兼具Quadbayer和全像素双核的优点。

  • 而GN1就是Quadbayer+全像素双核。因此,相较于IMX689/700,GN1的好处是在5000万像素输出条件下,单像素的信息量相对更丰富一些。因为2x2 OCL的一个微透镜下面的四个光电二极管都带有一定的相位信息,会损失一定的光线信息;而GN1的5000万像素,是5000万个微透镜下的光电二极管实现。

  • 如果愿意,你们也可以把GN1看做一亿像素的1x2 OCL,即一个微透镜底下两个光电二极管,不过这俩光电二极管,不是正方形的,而是长方形的,尺寸是0.6μm×1.2μm。三星表示,这一亿个光电二极管确实是可以输出信号的,只需要通过一定的算法,同样可以输出1亿像素图像。

  • 此外,由于光线波长限制,红色光波长范围在700~900nm之间,单像素大小即将触及传感器极限,可能导致像素数量无法进一步提升。三星正在探索非传统滤镜排列方式,其排列方式包括也包括了非正方形光电传感器,GN1的出现,也是三星向下一步发展的探索。

    整体来说,如果采用类似半导体工艺和相应外围电路,三星GN1和索尼2×2 OCL技术都兼顾了对焦和弱光,二者均能帮助手机拍摄取得更好体验,不同之处在于GN1的像素信息量更大,而索尼2×2 OCL在对焦上略强。

    总结

    GN1是一颗兼顾了弱光和对焦的传感器,相较于目前流行的普通Quadbayer阵列,这颗传感器能实现更快更好的对焦性能,同时其四合一下的大像素+大传感器可有效提升弱光视频拍摄能力。相较于2×2 OCL,GN1的技术在拍摄中对焦略弱,但能提供更多的信息量。

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