Датчик samsung isocell hm2

Кто больше? Xiaomi Mi Note 10!

В начале ноября Xiaomi официально показала смартфон уже со 108-мегапиксельной камерой — Mi CC9 Pro (Mi Note 10 — название для международного рынка).

Xiaomi Mi Note 10 — камерофон с пентакамерой

Матрица на 108 Мп — тоже дело рук Samsung: датчик ISOCELL Bright HMX (f/1,7) делает фотографии с максимальным разрешением 12 032×9024 пикс. Детализация у снимков в таком разрешении ожидаемо высокая даже при самом большом приближении — не придраться. Сам размер пикселей у сенсора (0,8 мкм) не изменился по сравнению с 64-мегапиксельным датчиком, и соседние пиксели все так же объединяются для лучшего захвата света в условиях плохого освещения. Таким образом, в стандартном режиме съемки разрешение фото составляет 27 Мп, а для съемки в 64 или 108 Мп нужно включить соответствующий режим.

Также модуль способен снимать видео в разрешении до 6K (6016×3384 пикс.) с частотой 30 кадров в секунду. Кстати, такую же матрицу, но следующего поколения, Samsung собирается использовать в Galaxy S11.

Xiaomi Mi Note 10 — первый коммерческий смартфон с камерой разрешением 108 Мп

Всего основная камера содержит пять датчиков. Кроме ISOCELL Bright HMX здесь есть «ширик» разрешением 20 Мп и углом обзора 117°; полноценный телеобъектив для съемки портретов на 12 Мп; еще один 5-мегапиксельный «телевик» с оптическим стабилизатором, 5-кратным оптическим и 50-кратным гибридным зумом и макрообъектив на 2 Мп, который фокусируется только на расстоянии 1,5 см. К слову, те, кто уже успел протестировать Xiaomi Mi CC9 Pro, хвалят его за отличное качество снимков удаленных объектов.

Остальные характеристики у Mi Note 10 на уровне хорошего смартфона: Qualcomm Snapdragon 730G с 6/128, 8/128, 8/256 Гбайт памяти, чип NFC, беспрецедентно огромный для Xiaomi аккумулятор на 5260 мАч, дактилоскопический датчик встроен под экран диагональю 6,47 дюйма (Full HD+, AMOLED). Производитель также сохранил 3,5-мм разъем на корпусе.

Кроме того, китайцы представили CC9 Pro Premium Edition (Mi Note 10 Pro) — у этого аппарата объективы получили 8 пластиковых линз, а у обычной «прошки» их 7.

Цена Mi Note 10 в зависимости от модификации будет начинаться от 549 евро (около 38 600 рублей).

Модель смартфона	Основная камера	Производительность	Экран	Цена
realme XT	64 Мп (f/1,8)+ 8 Мп (f/2,2) (широкоугольная 119°) +2 Мп (макро) + 2 Мп датчик глубины	Qualcomm Snapdragon 712 8/128 Гбайт	AMOLED 6,4” 2340×1080	От i20 990
Redmi Note 8 Pro	64 Мп ( f/1,8) + 8 Мп (f/2,2) (широкоугольная 120°) +2 Мп (макро) + 2 Мп датчик глубины	MTK Helio G90T 6/64, 6/128 Гбайт	IPS 6,53″ 2340×1080	От i17 990
Vivo Nex 3	64 Мп ( f/1,8) + 13 Мп (f/2,2) + 13 Мп (f/2,48)	Qualcomm Snapdragon 855 Plus 8/128 Гбайт	POLED 6,89” 2256×1080	i59 990
Xiaomi Mi Note 10 (Xiaomi CC9 Pro)	108 Мп (f/1,69, OIS) + 8 Мп (95 мм, f/2,0, 5х зум, OIS, телефото) + 20 Мп (13 мм, f/2,2, широкоугольная ) + 12 Мп (50 мм, f/2,0, телефото для портретов) + 2 Мп (макро)	6/128, 8/128, 8/256 Гбайт	AMOLED 6,47″ 2340×1080	От i38 600

Как работает ISOCELL?

ISOCELL по своей сути является эволюционным развитием известных ранее технологий и стремится решить проблемы подсветки.

Прежде всего, технология ISOCELL направлена на решение проблемы перекрестных помех путем изоляции каждого отдельного пикселя физическим барьером, отсюда и «ISO» в названии, что означает «изоляция». Эти барьеры обеспечивают попадание соответствующих фотонов в предназначенные им ячейки. В итоге становятся более вероятным «впитывание» этого света тем фотодиодом, которым надо.

По сравнению с обычными пикселями сенсора с тыльной подсветкой, ожидается, что ISOCELL снизит уровень перекрестных помех и увеличит емкость потенциальной ямы (способность удерживать заряд) матрицы приблизительно на 30 % по той причине, что каждый отдельный цветовой пиксель изолирован. Но это не значит, что качество изображения автоматически увеличится на те же 30 %, результатом станет улучшенная верность цветовоспроизведения. Проявится это в незначительном улучшении резкости и насыщенности.

Технические детали

ISOCELL является коммерческим наименованием технологии Samsung, которая носит более длинное и менее запоминающееся широким массам имя: 3D-Backside Illuminated Pixel with Front-Side Deep-Trench Isolation (F-DTI) and Vertical Transfer Gate (VTG). То есть трехмерные пиксели с тыльной подсветкой и глубокой фронтальной изоляцией, а также вертикальным переключателем перемещения.

Проблема изоляции светодиода состоит в том, что она уменьшает поверхность диода, способную улавливать свет и, тем самым снижает емкость потенциальной ямы. Чтобы решить эту проблему, Samsung изменила конструкцию фотодиодов и стала использовать компоненты VTG (Vertical Transfer Gate, вертикальные переключатели перемещения) вместо горизонтальных, которые можно найти в обычных BSI-сенсорах. Применение VTG позволяет Samsung изолировать фотодиоды и при этом сохранить большую глубину потенциальной ямы, а соответственно и хорошую светочувствительность.

Благодаря вышерассмотренной технологии, Samsung снижает уровень перекрестных помех с 19 % (характерно для традиционных BSI-сенсоров) до 12,5 % (ISOCELL). Новая технология обладает отличным соотношением сигнала яркости к шуму (YSNR =10): 105 люкс (традиционная BSI-технология: 150 люкс). Глубина потенциальной ямы увеличена с 5000 e- (в аналогичной BSI-матрице) до 6200 e- (ISOCELL).

ISOCELL также дает возможность обеспечить более широкий угол обзора, улавливая больше света, падающего наклонно. Это позволяет использовать линзы с меньшим F-числом (отношение фокусного расстояния к диаметру диафрагмы). Высокое качество изображений в меньшей степени зависит от условий съемки. ISOCELL дает разработчикам возможность более свободно уменьшать высоту модуля и увеличивать покрытие пиксельного массива. Сенсоры будут способны поместиться даже в меньшем корпусе. В потенциале это ведет к снижению компаниями производственных затрат.

Как узнать размер сенсора камеры смартфона?

Практически всегда простого взгляда на сам смартфон недостаточно. Вот, например, Xiaomi Mi Note 10. Первый на рынке девайс с уже не рекордным, но все равно очень крупным сенсором 1/1.33’’. Так гаджет выглядит с тыльной стороны. Все камеры, за исключением разве что самой нижней, кажутся более-менее равными по размеру:

Визуально отличить крупный сенсор (камеру) от других не разбирая смартфон у вас вряд ли получится

Однако так выглядит эта же конструкция уже в разобранном виде, и мы сразу же легко определяем самую большую камеру:

Заглянув внутрь девайса, вы, как правило, сразу же понимайте где главная, основная среди его камер

То есть без разбора аппарата догадаться, которая из камер является главной, не всегда представляется возможным.

Более того, иногда внешний вид и вовсе бывает обманчивым. К примеру, вот так впечатляюще выглядит основная камера Vivo X50 Pro (этот же аппарат на заглавной картинке в статье):

Некоторые кажущиеся снаружи большими камеры скрывают под собой далеко не рекордный сенсор. Именно так дела обстоят у моделей Vivo X50 и X50 Pro

И это вводит в заблуждение, так как вы видите лишь наружную оптику, а не сам сенсор. А он у этой модели на самом деле вполне обычный – 48 Мп там умещены в скромные 1/2’’.

В свою очередь, у Vivo также есть модель X50 Pro+. В ней используется уже крупный сенсор (1/1.31’’) Samsung GN1, который разительно превосходит по размерам тот, что установлен в X50 Pro без приставки «+» в названии. Но в самом аппарате выглядит он совсем неброско, из-за чего можно даже ошибочно предположить, что камера X50 Pro+ хуже, чем у X50 Pro:

Это абсолютно неочевидно, но модель X50 Pro+ (справа), у которой как раз нет большого глазка задней камеры, располагает сенсором разительно больше, чем у X50 и X50 Pro

Как тогда узнать размер сенсора камеры нужного смартфона? Мы можем порекомендовать здесь использовать западный сайт GSMArena и его сервис по сравнению смартфонов. Вот, например, фрагмент сравнения iPhone 11 Pro Max, Galaxy S20 Ultra и Huawei P40 Pro+. Прокрутите страничку вниз до раздела «Main camera» и вы увидите набор параметров, где можно сравнить и размеры сенсора:

Размер сенсора камеры GSMArena указывают практически для всех современных моделей

Ресурс англоязычный, однако основные параметры не требуют перевода. Начните печатать название смартфона в поле «compare with» и сайт по мере набора будет предлагать вам варианты

См. также: рейтинг безрамочных смартфонов 2021 (точные цифры)

Конструирование высококачественного сенсора изображений

Одним из самых значимых факторов, определяющих общее качество сенсора изображений, является тот объем света, который может быть уловлен каждым пикселем. Чем больше света может уловить сенсор, тем более точно будет передана исходная сцена на снимке. Это, разумеется, самое простое описание. Поэтому более крупный размер отдельного пикселя положительно сказывается на качестве изображения, поскольку каждый из пикселей способен уловить больше света.

Разумеется, чем больше размер пикселя, тем меньше их поместится на сенсоре камеры. Итогом станет уменьшение разрешения (пострадает «мегапиксельность», на которую ориентируются многие пользователи) и менее детализированное изображение.

Обычно разработчики смартфонов более заинтересованы разместить на сенсоре побольше маленьких пикселей, чтобы увеличить разрешение. Светочувствительность интересует их в меньшей степени.

Примечательным исключением является HTC, которая стремилась остаться за пределами тренда по уменьшению размера пикселей со своей технологией UltraPixel. Данная технология предполагает достаточно крупные пиксели. По этой причине HTC вынуждена была сократить разрешение камеры One до незначительных по сегодняшним меркам 4 мегапикселей. Обратной стороной такого подхода явилось то, что One мог делать качественные снимки даже в таких условиях, которые не могли одолеть другие камеры.

Разумеется, по стопам HTC может себе позволить пойти далеко не каждый производитель, поэтому производители сенсоров вкладывают миллиарды долларов США в разработку сенсоров, которые могут одновременно похвастаться и высоким разрешением, и хорошей светочувствительностью. И все это в пределах тех ограничений, которые накладываются конструкцией смартфона.

В стремлении научить миниатюрный пиксель улавливать больше света, производители проделали долгий путь по увеличению эффективности сенсора: от уменьшения расстояний между пикселями до реализации тыльной подсветки, повышающей эффективность, препятствуя металлическим проводкам, к которым крепится каждый пиксель, преграждать свету дорогу. Сенсор с тыльной подсветкой улавливает больше фотонов по сравнению с FSI-сенсором (сенсором с фронтальной подсветкой), в которых металлические проводки отражают часть поступающего света.

Но технология тыльной подсветки лишь увеличивает эффективность сенсора. Другой большой проблемой мобильных сенсоров изображений являются взаимные искажения сигналов, иначе называемые перекрестными помехами. И здесь в игру вступает технология ISOCELL.

Samsung Isocell GN1, когда он будет готов

Вот основные характеристики этого нового сенсора от Samsung:

Датчик с 50 М.П. разрешающая способность
1.2 микрон размер пикселя
Pixel Binning , уменьшает разрешение до 12.5 MP и получает возможность захватывать больше света
Двойной пиксель система фокусировки
Запись видео на 8K разрешающая способность и 30 кадров в секунду
Электронная стабилизация видео
Внутренний гироскоп

Поэтому Samsung демонстрирует сенсор, разработанный для всех тех телефонов, которые хотят выделиться с точки зрения фотографических возможностей. Логично, что существуют такие аспекты, как обработка и другие решения, такие как качество используемых объективов, так что фотографии находятся на ожидаемом уровне. Но в теории это интересный вариант, и мы хотим знать, какой телефон станет первым, который его интегрирует. Потому что он уже запущен в производство в мае этого года.

Samsung анонсировала сенсоры для камер ISOCELL с рекордным размером пикселей

Компания Samsung представила четыре новых сенсора ISOCELL для камер мобильных устройств. Особенностью датчиков стал уменьшившийся до 0,7 мкм размер пикселя — с использованием новой технологии производителю удалось значительно повысить разрешение сенсоров при сохранении компактных габаритов модуля.

Разница в 0,1 микрометра позволила уменьшить высоту модуля камеры сразу на 10% по сравнению с 0,8-мкм решениями. Вся линейка датчиков изготовлена с использованием технологий ISOCELL Plus и Smart-ISO, благодаря чему их светочувствительность возросла на 12% сравнительно с моделями предыдущего поколения. Кроме того, разработчиками был улучшен алгоритм замера экспозиции.

Всего в рамках новой серии было представлено четыре сенсора. ISOCELL HM2 стал третьим датчиком Samsung с разрешением 108 Мп. Он получил поддержку технологий Super PD для быстрой фазовой автофокусировки и Nona-Binning для объединения девяти пикселей в один, а также функции трёхкратного зума без потери качества.

ISOCELL GW3 — датчик с разрешением 64 Мп, оптимизированный для устройств массового сегмента. Технологии Tetracell и Smart-ISO обеспечивают высокую яркость изображения и точную цветопередачу. Сенсор также поддерживает запись видео 4K @ 60 fps.

ISOCELL GM5 — универсальный 48-мегапиксельный сенсор изображения, предназначенный для использования в телескопических или сверхширокоугольных камерах. При сверхширокоугольной съёмке GM5 поддерживает запись в разрешении Full HD со скоростью 480 кадров в секунду. Наконец, последняя новинка — самый компактный в серии датчик ISOCELL JD1 с разрешением 32 Мп и линейным размером 1/3,14 дюйма.

В настоящее время, по заверению компании, датчики ISOCELL HM2, GW3 и JD1 уже поступили в массовое производство, а модель GM5 проходит заключительную стадию тестирования.

Источник

Redmi Note 8 Pro

Второй в мире аппарат с камерой на 64 Мп официально вышел буквально на следующий день после конкурента. У Redmi Note 8 Pro также четыре сенсора в основной камере: Samsung ISOCELL Bright GW1 разрешением 64 Мп, «ширик» на 8 Мп, датчик глубины и объектив для макросъемки с разрешением по 2 Мп. Если основной датчик можно и нужно использовать при съемке в недостаточном освещении, то дополнительные камеры лучше применять только при хорошем свете.

Фото на Redmi Note 8 Pro в ночном режиме.

При нажатии на картинку откроется полноразмерное оригинальное изображение

Вообще качество фотосъемки у основной камеры достойно устройства более топового уровня — кадры получаются с высокой детализацией и с насыщенными цветами. Дело, конечно, еще и в алгоритмах ИИ, которые дорабатывают уже готовые снимки.

Для съемки в разрешении 64 Мп здесь тоже существует отдельный режим (алгоритмы ИИ в нем не работают), по умолчанию же разрешение кадра составляет 16 Мп.

Видео пишется максимум в 4K со скоростью 30 fps, но стабилизация как таковая отсутствует. На программном уровне она есть только в разрешении 1080p.

Набор камер у Redmi Note 8 Pro аналогичен realme XT

В 6,53-дюймовом экране Redmi Note 8 Pro используется не OLED (как у realme XT), а яркая IPS-матрица с хорошими углами обзора и естественной цветопередачей. В плане дизайна модели похоже: на дисплее Redmi — небольшой каплевидный вырез с фронтальной камерой и индикатором уведомлений.

Снимок на Redmi Note 8 Pro с разрешением 16 Мп.

При нажатии на картинку откроется полноразмерное оригинальное изображение

Самая громкая фишка нового Redmi – появление чипа NFC. Теперь это самый доступный смартфон Xiaomi с поддержкой бесконтактных платежей. Что касается других характеристик, то Redmi побеждает конкурента в плане емкости батареи (4500 мАч против 4000 мАч). Кроме этого, стеклянный корпус аппарата защищен от ударов, но только за счет Gorilla Glass 5, и на нем разместился комбо-слот для двух SIM-карт или SIM+microSD.

Сканер отпечатков здесь расположен на спинке, под вертикальным блоком камер— объективы из-за этого придется часто протирать. Базируется аппарат на MediaTek Helio G90T, который позиционируют как игровой — он чуть производительнее Snapdragon 730. Но репутация у этого чипсета не такая позитивная: он сильно греется под нагрузками.

Биннинг: большие пиксели для хорошей съёмки

Вероятно, наиболее требующий пояснения параметр – это биннинг (объединение) пикселей. Все аппараты в списке имеют весьма высокие разрешения камер: от 48 до 108 Мп. Однако во многих ситуациях снимают они с в разы меньшим разрешением. В частности:

Sony IMX689: 48 –> 12 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.12 –> 2.24 мкм;
Sony IMX789: 48 –> 12 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.12 –> 2.24 мкм;
Sony IMX700: 50 –> 12.5 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.22 –> 2.44 мкм;
OmniVision OV48C: 48 –> 12 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.2 –> 2.4 мкм;

Подавляющее большинство смартфонов с камерами 48 Мп базируются на сенсоре 1/2.0’’, однако матрицы Sony IMX689 и IMX789, используемые в лучших OnePlus, по габаритам гораздо больше

Samsung GN1: 50 –> 12.5 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.2 –> 2.4 мкм;
Samsung GN2: 50 –> 12.5 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 1.4 –> 2.8 мкм;
Samsung HMX: 108 –> 27 Мп (4 пикселя в 1). Размер пикселя: 0.8 –> 1.6. мкм;
Samsung HM1: 108 –> 12 Мп (9 пикселей в 1). Размер пикселя: 0.8 –> 2.4 мкм;
Samsung HM3: 108 –> 12 Мп (9 пикселей в 1). Размер пикселя: 0.8 –> 2.4 мкм.

Камера задействует биннинг, когда «понимает», что освещение вокруг слишком плохое. К примеру, в ночное время или в плохо освещённом помещении. Тогда-то она и объединяет пиксели, они значительно увеличиваются и начинают захватывать свет куда лучше. Благодаря этому существенно повышается качество фото.

Сравнение структуры сенсоров где используется биннинг (слева) и где его нет на примере матрицы Sony IMX586, получившей крайне большое распространение в смартфонах

IMX586 снимает как в режиме 12 Мп (1.6 мкм), так и в родных 48 Мп. Во втором случае размер пикселя равен уже 0.8 мкм. Первый сценарий хорош там, где мало света и нужно качество картинки. Второй пригодится, когда света достаточно, но нужна лучшая детализация

Как правило, камера может снимать и со своим заявленным большим разрешением, так и делать биннинг, уменьшая разрешение в 4 или 9 раз. Также пользователь зачастую и сам может выбирать предпочитаемый вариант в настройках.

При биннинге в большинстве случаев объединяются 4 соседних пикселя. Исключение – 108 Мп сенсоры Samsung, начиная с HM1 (S20 Ultra). Они идут дальше и объединяют сразу девять пикселей в один, благодаря чему его размер вырастает уже не вдвое, а втрое:

У Sony технология объединения пикселей 4в1 называется Quad Bayer. У Samsung – Tetracell для 4в1 и Nonacell для объединения 9в1

Да, при объединении пикселей пользователь теряет в детализации снимка. К примеру, 50 Мп превращаются в рядовые 12.5 Мп. Однако и этого в целом достаточно для отличной детализации, а вот качество становится заметно лучше. Поэтому многие смартфоны с высокими разрешениями камер уже по умолчанию снимают как раз с объединением пикселей, а режим для съёмки в полном разрешении (48, 50, 64, 108 Мп и т.д.) включается пользователем вручную.

Наиболее передовое решение с объединением сейчас есть у Huawei в смартфонах с IMX700. Там также объединяются 4 соседних пикселя, однако объединение, при необходимости, может происходить как в один этап, так и, впервые, сразу в два раунда. Первые 4в1 и следующие 4в1.

Упомянутую особенность с рекордным биннингом пикселей можно найти на официальном слайде Huawei, рассказывающем о ключевых особенностях камер флагманской линейки P40

В итоге разрешение 50 Мп падает до очень скромных 3.1 Мп (немного больше Full HD), но зато смартфон сможет делать отличные снимки даже там, где почти нет света. Размер пикселя в этом случае составляет внушительные 4.48 мкм. Ввиду слишком небольшого итогового разрешения, режим с двойным биннингом доступен в аппаратах лишь в качестве возможной опции.

P.S. Списки всех сенсоров: от и от Samsung (ссылки ведут на английскую Википедию, однако основные параметры там вполне понятны, вдобавок рядом с каждым сенсором есть список смартфонов, где он задействован).

В чем особенность Samsung ISOCELL Bright HMX, созданного Samsung и Xiaomi

Благодаря более чем 100 млн эффективных пикселей, что позволяет получать необычайно четкие изображения с богатой детализацией, ISOCELL Bright HMX создает исключительные фотографии даже в экстремальных условиях освещения. Будучи первым мобильным датчиком изображения с большим размером 1/1.33”, HMX может поглощать больше света при слабом освещении, чем меньше датчики. Его технология Tetracell, которая объединяет пиксели, позволяет сенсору имитировать датчики большого пикселя, создавая более яркие 27 Мп изображения.

В условиях яркого освещения Smart-ISO, механизм, который интеллектуально выбирает уровень усиления в соответствии с освещением окружающей среды для оптимального преобразования света в электрический сигнал, переключается на низкий уровень ISO. Это делается для улучшения насыщенности пикселей и получения ярких фотографий. Механизм использует высокий ISO в более темных условиях, что помогает уменьшить шум и приводит к более четких изображений. Для продвинутого съема HMX поддерживает запись видео без потерь при разрешении до 6K (6016 x 3384) 30 кадров в секунду (fps). Массовое производство для Samsung ISOCELL Bright HMX начнется в конце этого месяца.

Компании о сотрудничестве

«Samsung и Xiaomi работали в тесном сотрудничестве с раннего концептуального этапа до производства. В результате был создан революционный датчик изображения на 108 Мп. Мы очень рады, что разрешение изображений, ранее доступная только в нескольких высококачественных зеркальных камерах, теперь может быть предложена в смартфоне. Поскольку мы продолжаем наше партнерство, мы ожидаем, что сможем предложить не только новые возможности для мобильных камер, но и платформу, с помощью которой наши пользователи смогут создавать уникальный контент».

Лин Бин, соучредитель и президент Xiaomi

«Samsung постоянно стремится к инновациям в области пиксельных и логических технологий для разработки наших сенсоров изображения ISOCELL, чтобы они были настолько близки к тому, как их воспринимают наши глаза. Благодаря тесному сотрудничеству с Xiaomi, ISOCELL Bright HMX является первым мобильным датчиком изображения с разрешением более 100 млн пикселей. Он обеспечивает непревзойденную передачу цветов и великолепную детализацию благодаря передовой технологии Tetracell и ISOCELL Plus».

Йонгин Парк, исполнительный вице-президент
Samsung Electronics по сенсорному бизнеса