Samsung ISOCELL HP5: Neuer 200MP Sensor im Kompaktformat

Samsung hat mit dem ISOCELL HP5 einen neuen 200 Megapixel Sensor vorgestellt, der sich durch seine kompakte Bauweise von bisherigen hochauflösenden Sensoren unterscheidet. Das Besondere am HP5 ist die Kombination aus hoher Pixelzahl und einem vergleichsweise kleinen Sensorformat von 1/1,56 Zoll, was dem Hersteller zufolge neue Einsatzmöglichkeiten in Smartphone-Kameras ermöglichen soll.

Technische Neuerungen bei kleineren Pixeln

Die einzelnen Pixel des ISOCELL HP5 messen lediglich 0,5µm und sind damit kleiner als bei vergleichbaren Sensoren. Zum Vergleich: Der ISOCELL HP9 kommt auf eine Pixelgröße von 0,56µm bei einem 1/1,4 Zoll Format. Kleinere Pixel können physikalisch bedingt weniger Licht aufnehmen, was sich negativ auf die Bildqualität auswirken kann. Samsung begegnet dieser Herausforderung mit mehreren technischen Ansätzen.

Die Front Deep Trench Isolation (FDTI) in Kombination mit dem Dual Vertical Transfer Gate (D-VTG) soll die Full Well Capacity erhöhen, also die Menge an Elektronen, die ein Pixel speichern kann, bevor es gesättigt ist. Zusätzlich kommt die DTI Center Cut (DCC) Technologie zum Einsatz, die laut Hersteller den Conversion Gain um 150 Prozent steigert und das Bildrauschen je nach Aufnahmebedingung um 3 bis 40 Prozent reduziert.

Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Lichtausbeute umfassen präzise gefertigte Mikrolinsen und eine antireflektierende Beschichtung mit hoher Transmissionsrate. Die High Sensitivity DTI Technologie mit oxidbasierter Isolierung soll Signalinterferenzen reduzieren und die Farbgenauigkeit bei schlechten Lichtverhältnissen verbessern.

Flexible Auflösungsmodi und Zoom-Funktion

Der ISOCELL HP5 nutzt Samsung's Tetra²pixel-Technologie, die Pixel je nach Lichtsituation zusammenfasst oder getrennt ansteuert. Bei schwachem Licht kann der Sensor mit 12,5MP bei einer effektiven Pixelgröße von 2,0µm arbeiten, im 50MP Modus mit 1,0µm oder in voller 200MP Auflösung mit 0,5µm. Diese Flexibilität soll eine bessere Anpassung an unterschiedliche Aufnahmebedingungen ermöglichen. Eine weitere Funktion ist der zweifache In-Sensor-Zoom. In Kombination mit einem dreifach Teleobjektiv lässt sich damit laut Samsung ein sechsfacher Zoom ohne starkes digitales Zuschneiden realisieren. Die Serienbildgeschwindigkeit liegt bei 7,5 Bildern pro Sekunde in voller Auflösung, bei 50MP werden 30fps erreicht, bei 12,5MP sogar 90fps.

Für HDR-Aufnahmen unterstützt der Sensor sowohl Smart ISO Pro als auch gestaffeltes HDR. Die Farbtiefe beträgt 13-Bit, was nach Herstellerangaben über 550 Milliarden Farbkombinationen ermöglicht. Bei der Ausgabe werden RAW Formate bis 14-Bit unterstützt, sofern die jeweilige Smartphone-Software dies zulässt. Die KI-basierte Remosaic-Verarbeitung soll 200MP Bilder in weniger als zwei Sekunden fertig berechnen können. Der Autofokus basiert auf Super Quad Phase Detection (QPD), die durch die DCC-Technologie in ihrer Präzision verbessert worden sein soll. Als elektronischer Rolling Shutter ausgeführt, verwendet der Sensor sowohl D-PHY als auch C-PHY Schnittstellen zur Datenübertragung.

Videofähigkeiten und Einsatzgebiete

Videotechnisch unterstützt der HP5 Aufnahmen in 8K mit 30fps, 4K mit 120fps und Full HD mit 480fps, wobei bei der höchsten Bildrate kein Autofokus verfügbar ist. Die kompakte Bauweise macht den Sensor besonders interessant für den Einsatz in Teleobjektiv- und Ultraweitwinkelkameras, die üblicherweise mit kleineren Sensoren als die Hauptkamera ausgestattet sind. Auch für die Kombination mit Samsungs ALoP-Periskop-Modul könnte der HP5 eine Rolle spielen.

Der Sensor befindet sich bereits in der Massenproduktion. Verschiedene Hersteller haben den Einsatz in kommenden Geräten angekündigt oder dies wird vermutet. Das Oppo Find X9 Pro soll eine 200MP Telekamera mit 1/1,56 Zoll Format erhalten, was auf den HP5 hindeutet. Auch bei weiteren Modellen chinesischer Hersteller wird mit einem Einsatz gerechnet. Ob die technischen Maßnahmen ausreichen, um die physikalischen Nachteile der kleineren Pixel vollständig auszugleichen, wird sich erst in der Praxis zeigen. Die Kompaktheit des Sensors bietet Smartphone-Herstellern jedenfalls neue Gestaltungsmöglichkeiten für Kamerasysteme, ohne auf hohe Auflösungen verzichten zu müssen.

Quellen
Samsung