Vergleich eines normalen Bildes mit einer Auflösung von 12 Megapixeln (links) und einer Einzelbildaufnahme mit einem neuen IMX586-Sensor mit einer Auflösung von 48 Megapixeln (rechts)Sony stellte
IMX586 vor , den weltweit ersten CMOS-Sensor für Smartphones mit einer effektiven Auflösung von 48 Millionen Pixel. Dies bedeutet, dass der Sensor Bilder mit einer
Größe von
8000 × 6000 Pixel ohne Software-Interpolation erfassen kann! Bisher war diese Größe nur für teure professionelle Kameras verfügbar und dann überhaupt nicht.
Das Aufnehmen von Videos mit einer bescheidenen 4K-Auflösung (4096 × 2160) für einen solchen Sensor ist einfach. Er macht es mit einer Geschwindigkeit von 90 Bildern pro Sekunde.
Die Sensorspezifikationen sind sehr beeindruckend. Anscheinend werden 48-Megapixel-Kameras sehr bald zum Trumpf der Top-End-Smartphones. Das Unternehmen verspricht, im September 2018 mit der Massenauslieferung von IMX586 zu beginnen.
Wie hat Sony eine so dramatische Erhöhung der Auflösung erreicht? Nun, hier gab es einige Tricks. IMX586 kombiniert zwei Schlüsseltechnologien:
- Sehr kleine lichtempfindliche Elemente (sehr hohe Auflösung)
- Signalverarbeitung mit Quad Bayer Farbfilter mit mehreren Algorithmen für höhere Auflösung
Konzeptdiagramm des Pixelarrays des neuen Sensors (Quad Bayer Array) und seiner Umwandlung unter Verwendung des ursprünglichen Signalverarbeitungsalgorithmus (rechts)Die physische Größe des Sensors beträgt 1/2 "oder 6,4 × 4,8 mm. Dies ist eine große Größe - die größte, die mit
seltenen Ausnahmen auf Smartphones verwendet wird. In der Regel verwenden Telefone 1/3" -Sensoren, dh fast das Doppelte kleinere Größe. Sie können jedoch keine 48 Megapixel in 1/3 "drücken, aber mit dem 1/2" -Format hat sich ein solcher Fokus herausgestellt.
Wenn Sie auf einen Taschenrechner zählen, können Sie die physikalische Größe jedes der 48 Millionen lichtempfindlichen Elemente auf einem 6,4 × 4,8 mm-Sensor schätzen. Das Ergebnis sind Pixel mit einer Seite von etwa 0,8 Mikrometern.
Nun zum originalen Quad Bayer Farbfilter. Seine Arbeit ist in der obigen Abbildung dargestellt. Es funktioniert so, dass jeder 2 × 2-Pixelblock den gleichen Farbfilter hat. Auf diese Weise können Sie Daten je nach den Bedingungen unterschiedlich verarbeiten.
Bei schlechten Lichtverhältnissen werden Daten von vier Fotozellen kombiniert - und sie arbeiten tatsächlich als ein einzelnes Element mit einer Seitengröße von 1,6 Mikrometern. In diesem Fall wird die Auflösung des Sensors um das Vierfache reduziert und es wird ein Standardsensor mit 12 Megapixeln, wahrscheinlich nur mit einem geringeren thermischen Rauschen.
Nun, bei guten Lichtverhältnissen, wenn das thermische Rauschen unsichtbar ist und die Photonenenergie mehr als ausreichend ist, arbeitet der Sensor mit voller Stärke. Jede Fotozelle erfasst unabhängig vom anderen das Signal - und das Ergebnis ist die Qualität, die auf dem KDPV von Sony angezeigt wird. Dies sind jedoch immer noch nicht ganz ehrliche 48 Millionen Pixel, sondern eine Annäherung an sie nach der digitalen Signalverarbeitung. Es wird sehr interessant sein zu sehen, wie dieser Sensor tatsächlich funktioniert und wie stark sich der Unterschied zwischen Frames bei 12 und 48 MP in der Realität bemerkbar macht. Wenn alles wie versprochen funktioniert, kann ein solches Smartphone als eine Art „Fernglas“ verwendet werden - nicht um Bilder aufzunehmen, sondern um das Bild auf dem Bildschirm wiederholt zu vergrößern, um die Details entfernter Objekte zu sehen, die für das Auge unsichtbar sind.
In einer Pressemitteilung sagt Sony, der neue Sensor habe den vierfachen Dynamikbereich herkömmlicher Sensoren.
Experten zufolge wird hier das gleiche System verwendet wie beim
IMX294- Sensor, bei dem ein Teil der Pixel mit einer unvollständigen Verschlusszeit arbeitet, um vor Belichtung zu schützen und gleichzeitig Details in Schatten aufzuzeichnen. Zumindest die Struktur des Quad-Bayer-Filters ist für diese Arbeitsweise gut geeignet.
Es stellt sich heraus, dass der Sensor in drei Modi arbeitet: schwaches Licht (12 MP),
hohe Auflösung (48 MP) oder erhöhter Dynamikbereich in kontrastreichen Szenen. Dies ist ein interessanter Ansatz, der etwas an die Fujifilm Super CCD EXR-Technologie erinnert.
Höchstwahrscheinlich wird der neue Sensor zuerst das Licht im Sony-Smartphone und dann in den Smartphones anderer Hersteller sehen. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird es in das Sony Xperia XZ3 aufgenommen, das im September erscheinen soll.