三星GN1感光器技術及應用解析
劉延 于 2020.05.23 00:37:27 | 源自:soomal.com | 版權:原創 | 平均/總評分:09.69/349
  • 近日,三星發布了新一代圖像感光器ISOCELL GN1,除了1/1.3英寸大底外,這款感光器還有什么特點?和索尼同類產品相比有何特色和優勢?感謝熱心網友提供稿件。本文共1200字,結算稿酬300元。

5月19日,三星發布了旗下新款圖像傳感器——GN1,三星稱,這款圖像傳感器支援Dual PD和Tetracell技術,這款傳感器擁有5000萬畫素,單畫素1.2μm,傳感器面積達到了驚人的1/1.3寸,同為目前在產的最大的手機圖像傳感器之一;在四合一模式下輸出為1250萬畫素,單畫素2.4μm;此外,支援一億畫素輸出。隨后,vivo產品經理韓伯嘯轉發了相關微博,暗示vivo將采用這款圖像傳感器。

  • 全畫素雙核對焦+Quad Bayer濾鏡

    這款傳感器很有意思,看起來甚至不那么“三星”。三星GN1可以看做原來三星S5K2L9——即vivo X20后置攝像頭上用的那顆——的單畫素略縮小+畫素4x增加+濾鏡更換版本。三星S5K2L9屬于三星ISOCELL Fast序列。而三星在自家旗艦機S20 Ultra上用的,是S5KHM1,是一顆10800萬畫素的九合一輸出的傳感器,三星將其歸為ISOCELL Bright序列。

    三星GN1這顆傳感器這兩項技術參數的目的也很明確:提升對焦能力,現有主流Quadbayer陣列傳感器,除了IMX689和IMX700,都是內嵌一定相位對焦點,由于單畫素面積偏小、相位對焦點數量有限,大多數手機的對焦能力都比上時代全畫素雙核對焦時期弱。重回全畫素雙核對焦,手機拍攝體驗能提升一大截。這可能也是為什么選擇了1.2μm,相對較大的單個畫素,其相位資訊冗余更多,更有利于對焦,尤其是弱光對焦。加強弱光拍攝,這里的弱光拍攝,不僅是弱光拍照,也是弱光錄像。弱光拍照可以通過四合一+多幀合成實現,但弱光錄像,四合一的大畫素就排上了用場。結合弱光下的對焦能力,進一步提升弱光視訊拍攝體驗。

    對比網紅2x2 OCL的索尼IMX689

  • 剛好,索尼這張圖給了我們良好的示范。

    相較于全畫素雙核對焦,索尼的2×2 OCL在HDR和解析度上,相較于1.22μm的全畫素雙核技術表現更好,這兩項索尼給全畫素雙核打分為Poor,而給2×2 OCL打分為Very good。但在量子效率(光電轉化效率)和對焦這兩個項目上,2×2 OCL并沒有勝出太多。而相較于Quadbayer濾鏡排列,2×2 OCL在量子效率(光電轉化效率)和對焦上勝出,而在HDR和解析度上基本持平。以上資訊也很好理解,2×2 OCL兼具Quadbayer和全畫素雙核的優點。

  • 而GN1就是Quadbayer+全畫素雙核。因此,相較于IMX689/700,GN1的好處是在5000萬畫素輸出條件下,單畫素的資訊量相對更豐富一些。因為2x2 OCL的一個微透鏡下面的四個光電二極管都帶有一定的相位資訊,會損失一定的光線資訊;而GN1的5000萬畫素,是5000萬個微透鏡下的光電二極管實現。

  • 如果愿意,你們也可以把GN1看做一億畫素的1x2 OCL,即一個微透鏡底下兩個光電二極管,不過這倆光電二極管,不是正方形的,而是長方形的,尺寸是0.6μm×1.2μm。三星表示,這一億個光電二極管確實是可以輸出訊號的,只需要通過一定的算法,同樣可以輸出1億畫素圖像。

  • 此外,由于光線波長限制,紅色光波長范圍在700~900nm之間,單畫素大小即將觸及傳感器極限,可能導致畫素數量無法進一步提升。三星正在探索非傳統濾鏡排列方式,其排列方式包括也包括了非正方形光電傳感器,GN1的出現,也是三星向下一步發展的探索。

    整體來說,如果采用類似半導體工藝和相應外圍電路,三星GN1和索尼2×2 OCL技術都兼顧了對焦和弱光,二者均能幫助手機拍攝取得更好體驗,不同之處在于GN1的畫素資訊量更大,而索尼2×2 OCL在對焦上略強。

    總結

    GN1是一顆兼顧了弱光和對焦的傳感器,相較于目前流行的普通Quadbayer陣列,這顆傳感器能實現更快更好的對焦性能,同時其四合一下的大畫素+大傳感器可有效提升弱光視訊拍攝能力。相較于2×2 OCL,GN1的技術在拍攝中對焦略弱,但能提供更多的資訊量。

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