Технология ISOCELL: что это такое, где используется, особенности

Технология ISOCELL: что это такое, где используется, особенности

Статьи и Лайфхаки
В последние несколько лет в спецификациях смартфонов мы сталкиваемся с новым типом сенсора камер под названием ISOCELL. Большинству из нас это не говорит ровным счетом ничего – подумаешь, еще один бренд.

Однако в таковом качестве это название появилось только в 201 году. А до этого уже четыре года существовала одноименная технология, обладавшая рядом преимуществ перед распространенной в то время CMOS BSI. Но обо всем – по порядку.

Зачем это было создано

Технология ISOCELL: что это такое, где используется, особенности

Суть проблемы, решение которой потребовало разработки новой технологии, сводится к следующему.

Свет, падающий на обыкновенную CMOS матрицу, неважно - FSI (Front Side Illumination, технология фронтальной засветки) или более прогрессивную BSI (Back Side Illumination, технология тыльной засветки), попадает на нее хаотично, под разными углами.

Вдобавок, при движении квантов в толще материала их траектория, грубо говоря, становится нелинейной. Часть света и вовсе оказывается на соседних пикселях. Кроме того, имеет место их взаимное влияние, порождающее перекрестные помехи.


Очевидно, что на качестве итогового снимка все это сказывается не самым лучшим образом: светочувствительность падает, ухудшая работу камеры при слабом освещении, возникают шумы.

Особенно актуальной эта проблема встала с увеличением разрешения, когда из-за необходимости сохранять площадь сенсора минимальной резко уменьшился размер одного пикселя.

Количество попадающего света при двукратном уменьшении линейных размеров, как известно, уменьшается четырехкратно. А уровень шумов при слабом уровне сигнала становится неприемлемым.

Первый этап развития технологии


В 2013 году Samsung представила новый сенсор S5K4H5YB, изготовленный по технологии ISOCELL. В отличие от распространенных на тот момент CMOS BSI матриц, его пиксели изолировались друг от друга металлической решеткой.

Таким образом каждый отдельный пиксель не только поглощал большее количество света, но и не создавал (не получал) перекрестные помехи от соседних, поскольку собирал весь свет со своей микролинзы.

Если конкретнее – их уровень снижался на 30%. Полностью уничтожить их в условиях камеры смартфона нереально – цифровые шумы никто не отменял.


Возрастала и полная емкость пикселя. Это примерно на 30% позволило расширить динамический диапазон, т.е., соотношение между самым слабым и самым сильным регистрируемыми сенсором сигналами.

Насколько это важно – судите сами, если для этого самым активным образом применяется такая технология, как HDR.

Кроме прочего, на 20% возрастала величина CRA – ширина угла ориентации луча. Это тоже давало важное преимущество для мобильных устройств, ведь теперь высота модуля камеры могла быть существенно уменьшена.


Новинка прижилась, и в 2017 году был создан новый одноименный бренд, включающий в себя четыре суббренда.

Bright – линейка, способная «вытянуть» качество снимка с мнимальным уровнем шумов даже при плохом освещении. Slim отличается сверхтонкими пикселями и предназаначены для миниатюрных устройств.

Fast, как понятно из названия, обладает возможностью быстро фокусироваться, в том числе и на движущихся объектах, а Dual – специальная разработка для двухмодульных камер.

ISOCELL Plus


Следующую версию своей технологии Samsung разработала совместно с одним из известнейших производителей фототехники – компанией Fujifilm, присутствующей на этом рынке аж с 1934 года.

Что характерно – выжившей при переходе с пленки на «цифру», когда другие гиганты вроде Kodak ушли с рынка или вообще обанкротились.

Первые сенсоры ISOCELL Plus были анонсированы в 2018 году. На первый взгляд все выглядит просто: металлическая решетка, разграничивающая пиксели, была заменена изготовленной из некоего материала, уменьшающего поглощение света.

Но не забываем, что это – микроэлектроника, и здесь все «непросто».

Как бы там ни было, но обычной маркетинговой «лапшой» новинка не являлась: в новых матрицах светочувствительность дополнительно повышалась на 15%, и несколько улучшалась цветопередача.

Как результат – еще большее уменьшение размера пикселя, и, соответственно, увеличение их плотности, а значит – более высокое разрешение камер.

ISOCELL 2.0


В начале 2021 года компания представила очередное поколение технологии под названием ISOCELL 2.0. подробностей о нем пока что известно не так уж много.

Если вкратце – то продолжается работа над изменением в нужную сторону свойств межпиксельного барьера. И опять очередные достижения: 12% к светочувствительности и -30% - к уровню перекрестных помех.

Насколько известно – это относительно предыдущего поколения, т.е., если брать CMOS BSI, то новинка превосходит ее чуть ли не вдвое.


Результат – как обычно: размер пикселя будет снова уменьшен, разрешение матрицы – увеличено.

Учитывая, что в планах компании – разработка сенсоров, превосходящих по остроте человеческий глаз, разрешение которых будет достигать 600 МП, ISOCELL 2.0 определенно можно считать шагом на пути к достижению этого порога.

В заключение


Как бы там ни было, «многопиксельность» камеры далеко не всегда благо.

Какие бы ни вносили усовершенствования в технологию ISOCELL, но снимать без «костылей» вроде Dual Pixel или его аналогов в условиях плохого разрешения эти сенсоры все равно не могут.

Вдобавок, очень сильно увеличиваются аппаратные требования к работе таких камер. Если мощности чипсета недостаточно, то неизбежны задержки при съемке подвижных объектов и возникновения искажения под названием роллинг-шаттер.

С другой стороны, качество снимков объективно растет. Но ведь целью ставится не столько получение еще лучших фото в идеальных условиях, сколько возможность получать приличный результат в неблагоприятных.


При плохом или сложном освещении, при съемке движущихся предметов, наконец, на широкоугольник или телевик.

Если же говорить о матрицах других производителей, хотя бы той же Sony, то это вовсе не означает, что ISOCELL лучше или хуже их. При равной цене они имеют свои достоинства и недостатки – просто они иные, чем у творения корейцев.

В конце концов, в камерах тех же iPhone 12 Pro Max (актуальной на момент написания статьи топовой модели линейки) стоят сенсоры вовсе не Samsung, а ее конкурента LG – и качество съемки назвать хотя бы посредственным ни у кого язык не повернется.




Оцените, пожалуйста:
   5 из 5
Прочитало: 1 479 человек
Нашли в тексте ошибку?

Выделите её, нажмите Ctrl + Enter, и мы все исправим!

Мнения и отзывы
Cackle
Угадаешь? Тогда ЖМИ!
Интересно!
Как фотографировать со смартфона ночью, чтобы получить хороший снимок
Как фотографировать со смартфона ночью, чтобы получить хороший снимок
Вверх страницы