Sensor o wielkości paznokcia, który robi zdjęcia jak lustrzanka? Oto jak prezentuje się ISOCELL HP5
Udostępnij przez:
Samsung zaprezentował niedawno sensor ISOCELL HP5, który deklaruje aż 200 milionów pikseli w najmniejszym dotychczas jakimkolwiek wdrożonym formacie. To urządzenie może okazać się przełomem nie tylko dla producentów sprzętu, lecz przede wszystkim dla użytkowników, którzy oczekują w kieszeni doskonałych zdjęć bez kompromisów. W tym artykule przyjrzymy się, co konkretnie oferuje HP5.
Co skrywa ISOCELL HP5?
Produkcja sensora o rozdzielczości 200 MP to zwykle kwestia trudnego kompromisu: albo stosuje się dużą fizyczną powierzchnię matrycy, która wymaga większego modułu aparatu, albo ogranicza się rozmiar pojedynczych pikseli, co prowadzi do mniejszej czułości na światło i większych szumów. Model ISOCELL HP5 próbuje uniknąć obu tych ograniczeń. Jak podaje serwis TechSpot, sensor wyposażono w piksele o wielkości zaledwie 0,5 mikrometra i format optyczny 1/1,56 cala, co czyni go obecnie najbardziej kompaktowym sensorem o tak wysokiej rozdzielczości.
Aby poradzić sobie z wyzwaniami wynikającymi z fizyki światła, konstrukcja HP5 wykorzystuje szereg zaawansowanych rozwiązań półprzewodnikowych. Pierwszym z nich jest technologia podwójnej pionowej bramki transferowej (Dual Vertical Transfer Gate), która umożliwia sprawniejsze przemieszczanie elektronów w obrębie pikseli mimo ich mikroskopijnych rozmiarów. W efekcie wzrasta pojemność ładunkowa pikseli, co przekłada się na lepsze odwzorowanie barw i mniejsze ryzyko prześwietleń w jasnych partiach obrazu.
Drugim kluczowym elementem jest izolacja pikseli głębokimi rowkami od strony frontowej sensora (Front Deep Trench Isolation), wspierana przez rozwiązanie DTI Center Cut. Tego rodzaju izolacja ogranicza przenikanie ładunku elektrycznego między sąsiednimi pikselami, dzięki czemu kolory są czystsze, a szumy — zauważalnie niższe. Wersja DCC pozwala dodatkowo na częściowe "rozcięcie" warstwy izolacyjnej między grupami fotodiod, co poprawia działanie autofokusa i zwiększa precyzję pomiaru światła. Według danych Samsunga, zastosowanie tych technologii pozwala zmniejszyć poziom szumów nawet o 40 % i zwiększyć wydajność konwersji sygnału do 150 %.
Połączenie tych innowacji sprawia, że matryca HP5, mimo niewielkich wymiarów, jest w stanie pracować w trybach ekstremalnej rozdzielczości bez istotnej utraty jakości obrazu.
Jak HP5 sprawdzi się na co dzień?
Mikroskopijna wielkość pikseli oznacza, że sensor nie może całościowo działać na pełnej rozdzielczości bez kompromisów w warunkach słabego oświetlenia. Dlatego HP5 podobnie jak wcześniejsze konstrukcje Samsunga stosuje metody pixel binning (łączenie sąsiednich pikseli) i adaptacyjnej kompresji pikseli. Niestety, Samsung nie ujawnił jeszcze wszystkich szczegółów dotyczących schematu łączenia pikseli w HP5, jednak przypuszcza się, że dojdą tu zbliżone rozwiązania, jak w poprzednich generacjach (np. przekształcanie 200 MP do trybów np. 50 MP czy 12,5 MP).
Jedną z wyjątkowo interesujących funkcji HP5 jest zoom optyczny 2× w samej matrycy - bez konieczności użycia fizycznych soczewek typu peryskop - oraz wsparcie dla łączenia z zewnętrzną optyką 3×, co teoretycznie daje zoom bezstratny nawet do 6×. To rozwiązanie może uprościć konstrukcję aparatów z dużym zoomem i zmniejszyć rozmiary modułów teleobiektywu. Jeśli chodzi o nagrywanie wideo, HP5 obiecuje wsparcie dla rozdzielczości 8K przy 30 kl./s, 4K przy 120 kl./s oraz Full HD nawet w 240 kl./s. To stawia sensor w gronie propozycji typowo "flagowych", mogących obsłużyć wymagające materiały filmowe.
Autofokus w HP5 bazuje na technologii Super QPD (Quad Phase Detection), która wykorzystuje piksele w czterech kierunkach (horyzontalnie i wertykalnie) do analizy fazy i szybkiego ustawiania ostrości. Taka metoda powinna działać lepiej nawet w warunkach słabego światła, gdzie klasyczne systemy fazowe mogą mieć trudności.
Wyzwania, konkurencja i perspektywy rynkowe
Choć parametry ISOCELL HP5 są imponujące, przed sensorem stoi wiele wyzwań. Przede wszystkim natury praktycznej. Po pierwsze, ilość danych generowanych w trybie 200 MP może być ogromna, co wymaga szybkiego przetwarzania, pamięci i wydajnego ISP (Image Signal Processor). Zbyt wolne przetwarzanie może skutkować opóźnieniami, wachaniami w ekspozycji albo obcinaniem detali.
Po drugie, skuteczne wykorzystanie tak gęstej matrycy wymaga bardzo dobrej optyki. Jeśli soczewki mają aberracje, nieostrości czy niedoskonałości, korzyść z 200 MP może zostać zrzucona przez degradację obrazu i artefakty optyczne. Z tego względu producenci smartfonów będą musieli zaprojektować bardzo staranne moduły obiektywów lub zaawansowane algorytmy korekcji.
Po trzecie, efektywność łączenia pikseli (binning) i adaptacyjna redukcja szumu muszą być na bardzo wysokim poziomie - na tyle, by użytkownik nie odczuwał, kiedy działa tryb obniżonej rozdzielczości. To wymaga zaawansowanego ISP, bogatego w modele SI/UC oraz skalowanie dynamiczne.
Jeśli chodzi o konkurencję, inne firmy, takie jak Sony, także pracują nad 200 MP (lub zbliżonymi) rozwiązaniami. HP5 będzie musiał udowodnić, że zmniejszony format i związane z nim kompromisy nie przekreślają jego wartości.
Z punktu widzenia rynku, HP5 może znaleźć zastosowanie przede wszystkim w smartfonach z segmentu premium, szczególnie w aparatach teleobiektywów. Pojawiają się już doniesienia, że model Oppo Find X9 Pro mógłby wykorzystać HP5 w module telefoto. To pokazuje, że producenci chętnie sięgną po zaawansowane sensory, jeśli zapewnią one przewagę fotograficzną bez nadmiernego rozrostu modułu aparatu.