Подібно до людського ока: як Samsung створює нові технології для датчиків зображення

Ми звикли фотографувати або знімати на відео моменти з нашого життя й одразу ділитися ними з друзями. Це стало можливим завдяки інноваціям у розробці камер смартфонів, і в основі цієї революції – датчики зображення, мобільні чипи, які перетворюють світло на цифрові дані.

Око людини – це своєрідний сенсор зображення, який ми використовуємо для сприйняття світу. Такий біологічний сенсор має роздільну здатність близько 500 мегапікселів (МП), що значно перевищує показники більшості сучасних дзеркальних фотоапаратів (40 МП) і смартфонів (12 МП). Індустрія має пройти довгий шлях, перш ніж якість фото зрівняється з можливостями людського ока.

Найочевиднішим способом підвищити якість знімків може здатися об’єднання максимально можливої кількості пікселів в одному сенсорі, але в цьому разі датчик буде занадто великим – розміром з мобільний телефон. Щоб інтегрувати камеру з надвисокою роздільною здатністю в сучасний смартфон з безрамковим екраном у надтонкому корпусі, датчик зображення повинен бути максимально компактним.

З іншого боку, в разі використання камер з невеликою кількістю пікселів фотографія може виходити тьмяною або розпливчастою через зменшення площі, з якої кожен піксель поглинає світлову інформацію. Для того щоб знайти ідеальний баланс між кількістю пікселів і їхніми розмірами, необхідна технологічна майстерність високого рівня.

Передові технології об’єднання пікселів

Спираючись на технологічне лідерство і багатий досвід у сфері технологій пам’яті, Samsung вдається знаходити цю грань, створюючи сенсори зображення. У травні 2019 року був представлений перший у галузі датчик з роздільною здатністю 64 МП, а лише через пів року – 108 МП. Тоді ж компанія представила сенсори зображення з мінімальним у галузі розміром пікселя 0,7 мкм¹.

У новітньому сенсорі ISOCELL Bright HM1 з роздільною здатністю 108 МП Samsung застосувала запатентовану технологію Nonacell, яка значно підвищує рівень поглинання світла пікселями. Про принцип дії цієї технології можна буде прочитати в нашому матеріалі «ISOCELL Bright HM1 сенсор з роздільною здатністю 108 МП, побудований на унікальній технології Nonacell».

Сенсори, що випереджають органи чуття

Більшість сучасних камер можуть знімати тільки зображення, видимі людському оку, на хвилях довжиною від 450 до 750 нанометрів. Датчики, здатні виявляти світлові хвилі за межами цього діапазону, мало поширені, але, незважаючи на це, вони можуть бути корисними в багатьох галузях. Наприклад, датчики зображення, здатні сприймати ультрафіолетове світло, можуть використовуватися для діагностики раку шкіри, оскільки на знятих кадрах колір здорових клітин буде відрізнятися від уражених раком. Інфрачервоні датчики зображення можуть також використовуватися для ефективного контролю якості продукції.

До теперішнього часу датчики зображення застосовувалися здебільшого в смартфонах, але в найближчому майбутньому вони будуть активно використовуватися і в інших галузях, що стрімко розвиваються, як-от автономні транспортні засоби, інтернет речей і дрони. Можливо, в майбутньому з’являться й сенсори, які зможуть знімати мікроби, невидимі погляду.

Фахівці Samsung не обмежуються розробкою датчиків зображення – вони вивчають і інші типи сенсорів, наприклад, здатні сприймати запахи або смаки. Тож датчики, які сприймають навіть те, що не вловлюють людські органи чуття, невдовзі стануть частиною повсякденного життя.

¹До цього  часу 0,8 мкм вважався мінімальним можливим розміром пікселя.