Новый сенсор Sony может стать очередным прорывом для камер смартфонов

Новая конструкция обещает удвоить светособирающую способность

Смартфоны быстро превратились в лучшие из когда-либо созданных фотоаппаратов, но вскоре они могут сделать еще один скачок вперед благодаря новому инновационному датчику изображения Sony. 

Полупроводниковое подразделение Sony только что объявило о создании первого в мире стекированного CMOS-датчика с двухслойными транзисторными пикселями. В современных КМОП-сенсорах фотодиоды и транзисторы пикселей расположены на одной подложке (или слое), но в новом чипе Sony они разделены на два отдельных уровня.

Что это означает для качества изображения? Sony утверждает, что новая архитектура удваивает уровень сигнала насыщения каждого пикселя, эффективно подвергая их воздействию вдвое большего количества света. Это должно значительно улучшить динамический диапазон датчика, а также освободить достаточно места для более крупных транзисторов усилителя, чтобы помочь уменьшить шум в ночное время.  

Преимущества должны быть особенно заметны в высококонтрастных сценах, например, при ярком солнечном свете и темных тенях, с чем раньше смартфоны справлялись с трудом. Современные телефоны используют умную многокадровую обработку для улучшения динамического диапазона, но новый сенсор Sony должен дать программному обеспечению гораздо лучшую базу для работы.

Sony пока не сообщила, насколько близка она к серийному производству своих новых сенсоров, но уточнила, что ее новая технология двухслойных транзисторных пикселей будет «способствовать  реализации все более качественных изображений, таких как фотографии на смартфонах и фотоаппаратах».

Это важно, поскольку Sony является крупнейшим производителем сенсоров для камер смартфонов. Согласно данным Statista, ей принадлежит 42% мирового рынка датчиков изображения, а недавняя разборка iPhone 13 Pro Max показала, что в нем используются три датчика Sony IMX 7-й серии.

Новый датчик может стать хорошей новостью и для беззеркальных камер, но наиболее значительные преимущества, скорее всего, будут получены для датчиков смартфонов меньшего размера — и, похоже, именно на этом Sony сосредоточила свое внимание. 


Анализ: Технологический скачок, который идеально подходит для смартфонов

Схема, показывающая поперечное сечение датчика изображения Sony

(Источник: Sony)

Большая проблема, с которой сталкиваются камерофоны, — это получение достаточного количества света на их сенсоры, не делая при этом сам телефон размером с кирпич. Недавно решением этой проблемы стали радикальные улучшения в обработке нескольких кадров, но новый сенсор Sony может стать первым значительным аппаратным скачком за последнее время.

В новом Sony Xperia Pro-I мы впервые увидели, как Sony использует 1-дюймовый сенсор в одном из своих телефонов. Но это также выявило ограничения, связанные с использованием старого подхода, заключающегося в использовании больших сенсоров для сбора большего количества света. В Xperia Pro-I используется только 12-Мп часть 20,1-Мп сенсора — телефон, использующий весь 1-дюймовый сенсор, скорее всего, был бы непомерно толстым.

Поэтому новый стекированный сенсор идеально подходит для смартфонов. Он обеспечивает радикально улучшенную светособирающую способность по сравнению с нынешними CMOS-сенсорами, но без значительного увеличения размера самого чипа.

Так называемые «стекированные» сенсоры сделали большой скачок и в беззеркальных камерах. Sony и здесь стала первопроходцем: в 2017 году Sony A9 стала первой полнокадровой камерой со стекированным чипом. В данном случае прорыв в стекированной конструкции заключался в добавлении нового слоя DRAM на сам сенсор, что значительно повысило скорость считывания данных.

Эта технология стала основой для недавней волны флагманских беззеркальных камер, которые предлагают невероятно высокую скорость серийной съемки и видео в формате 8K — а Nikon Z9 даже смог полностью отказаться от механического затвора благодаря усовершенствованию электронных затворов, которые стекируются. Но преимущества новых двухслойных транзисторных пикселей Sony, скорее всего, больше относятся к улучшению динамического диапазона и снижению уровня шума для смартфонов — и если эта технология окажет такое же большое влияние, как сенсоры беззеркальных камер Sony, она может обеспечить еще один скачок качества изображения для телефонов следующего поколения.

    Оставьте комментарий