Samsung präsentiert 200-Megapixel-Bildsensor für neue Flagship-Smartphones

Samsung hat vor Kurzem seinen neuen 200-Megapixel-Bildsensor mit der Bezeichnung ISOCELL HP2 vorgestellt. Er kommt mit weiterentwickelter Pixeltechnologie und ermöglicht samt seiner Full Well Capacity die Aufnahme atemberaubender Bilder mit kommenden Premium-Smartphones.

«Der Samsung ISOCELL HP2 nutzt hochauflösende Bildsensortechnologien und unser spezifisches Know-how für die Darstellung von Bilddetails», sagte JoonSeo Yim, Executive Vice President des Sensor Business Teams bei Samsung Electronics. «Unsere Pixeltechnologien verfügt über Sensoren, die über die heute verfügbare Anzahl und Grösse der Pixel hinausgehen. Wir wollen auch weiterhin Horizonte öffnen und unsere Präsenz auf dem expandierenden Markt für ultra-hochauflösende Sensoren stärken.»

Der ISOCELL HP2 verfügt über 200 Millionen 0,6-Mikrometer-Pixel (μm) in einem optischen Format von 1/1,3 Zoll. Dies ist eine Sensorgrösse, die häufig in den 108-Megapixel-Kameras von Smartphones verwendet wird. Damit kann in den neuesten High-End-Smartphones eine noch höhere Auflösung erreicht werden als bisher, ohne dass die Kamera das Design der Geräte negativ beeinflusst.

Mit Tetra²pixel, der Pixel-Binning-Technologie von Samsung, macht der HP2-Sensor die Kamera noch vielseitiger. Denn er simuliert verschiedene Pixelgrössen, um unterschiedlichen Lichtverhältnissen gerecht zu werden: In schwach beleuchteten Umgebungen verwandelt sich der Sensor entweder in einen 1,2μm 50-Megapixel- oder 2,4μm 12,5-Megapixel-Bildsensor, indem er vier bis 16 benachbarte Pixel zusammenfasst. Für vollere 8K-Videos, etwa mit 33 Megapixel, schaltet der HP2 in den 1,2μm 50 Megapixel-Modus, um das Cropping zu reduzieren und damit mehr von einer Szene erfassen zu können. Bei der Aufnahme von 8K-Videos mit 30 Bildern pro Sekunde (fps) kann ein breites Sichtfeld zusammen mit grösseren Pixeln scharfe Videos erzeugen.

Überbelichtete und verwaschene Bilder, wie sie oft in sehr hellen Umgebungen entstehen können, können dank der neuen Dual Vertical Transfer Gate (D-VTG)-Technologie im neuen HP2-Sensor seltener vorkommen. Hier befindet sich an der Unterseite der Fotodiode jedes Pixels ein Spannungstransfergatter (Voltage Transfer Gate), das Elektronen von den Pixeln zum Logic Layer transportiert. Mit hoher Präzision fügt D-VTG ein zweites Transfer-Gatter in das Pixel ein, wodurch die Full Well Capacity des Pixels um mehr als 33 % erhöht wird. Mit mehr gespeicherten Elektronen und effizienten Signalübertragungen kann diese Methode Überbelichtung reduzieren und die Farbwiedergabe verbessern. Relevant ist das insbesondere bei hellen Lichtverhältnissen.

In schwach beleuchteten Umgebungen erreicht die Autofokussierung des HP2 durch Super QPD ein beeindruckendes Niveau. Es ermöglicht dem Sensor, seine insgesamt 200 Millionen Pixel komplett für die Fokussierung zu nutzen. Dabei wird die grosse Menge an Focusing Agents von vier jeweils benachbarten Pixeln so geordnet, dass sowohl horizontale als auch vertikale Musteränderungen erkannt werden. Damit wird eine schnelle und genaue Autofokussierung erreicht. Der neue Sensor nutzt hierfür eine hohe Anzahl an Musterdaten zusammen mit einer grossen Anzahl an Referenzpunkten.

Um eine hervorragende HDR-Performance zu ermöglichen, bietet Samsung erstmals DSG im 50-Megapixel-Mode. Hierbei werden zwei separate Konvertierungswerte für das auf Pixelebene empfangene Analogsignal angewendet. Darüber hinaus ermöglicht die HDR-Lösung Smart-ISO Pro, die verschiedene ISO-Werte aus einer einzigen Belichtung zusammenführt, der Kamera die Aufnahme von 12,5-Megapixel-Bildern und 4K-Videos mit 60 Bildern pro Sekunde in HDR.

Die Serienproduktion des ISOCELL HP2 hat bereits begonnen.