in ,

Spiegazione di ISOCELL il sensore fotografico del Galaxy S5.

 Il numero Megapixel sono un facile metodo di paragone nei telefoni, ed è per questo che tanti produttori amano vantarsi su di essi, vendendo prodotti con sempre  un maggior numero di Megapixel come se fossero l’unico problema del comparto fotografico. Ma ci sono un sacco di altre caratteristiche importanti che compongono un sensore d’immagine di alta qualità, e questo è importante  da tenere a mente quando si parla di ISOCELL.

Gli appassionati di fotocamere hanno probabilmente già sentito parlare del sensore di immagine del Samsung ISOCELL , che è stato nominato nelle carattesistiche tecniche del Galaxy S5 . Questa nuova tecnologia promette maggiore sensibilità alla luce e una maggiore fedeltà dei colori anche in condizioni di scarsa illuminazione, e Samsung lo presenta  come il prossimo step nell’evoluzione dei sensori  BSI (retro-illuminati).

Sentiremo molto di più sulla tecnologia ISOCELL nei prossimi mesi. Tuttavia ISOCELL non è solo un slogan o un altra invenzione per il marketing, perchè  è importante capire che cos’è questa tecnologia  e come funziona. Utilizzando le informazioni della recente presentazione riguardante la tecnologia ISOCELL andiamo a dare un’occhiata più da vicino su come  Samsung vuole cambiare esattamente il comparto fotografico dei suoi smartphone.

ISOCELL

Ecco la progettazione di ISOCELL: un sensore di immagine di alta qualità 

Uno dei maggiori fattori nel determinare la qualità complessiva di un sensore di immagine è la quantità di luce che può catturare in ogni pixel. Si tratta di una premessa molto semplice – più è la luce che in una scena un sensore di immagine è in grado di catturare,  più accuratamente l’immagine verrà  riprodotta. Ciò significa che progettare pixel di dimensioni maggiori è vantaggioso per la qualità dell’immagine, perché ogni pixel può catturare rispettivamente più luce.

Tuttavia, quando si hanno grandi pixel, non  è possibile stiparli tutti  sulla superficie del sensore, e questo si traduce in una minore risoluzione  e delle immagini meno dettagliate. Solitamente i produttori di smartphone sono stati più interessati ad inserire pixel più piccoli sul sensore per aumentare la risoluzione ma questo a discapito della qualità.

Una notevole eccezione è quella di  HTC, che ha tentato di invertire il trend di costante contrazione pixel con la sua tecnologia UltraPixel . Gli UltraPixels sono essenzialmente pixel più grandi, ed è per questo che HTC ha dovuto ridurre la risoluzione della fotocamera del suo  One ad appena 4 MP. Il rovescio della medaglia, grazie a questa innovazione lo si può vedere nelle belle immagini anche in condizioni di scarsa illuminazione che renderebbero dura la vita ad altre fotocamere.

Tuttavia, non tutti sono disposti a seguire il percorso di HTC, così i responsabili dei sensori hanno riversato miliardi di dollari nello sviluppo di sensori che offrono sia alta risoluzione e una buona sensibilità alla luce, il problema della compressione della tecnologia rimane. Nel tentativo di catturare più luce anche su pixel minuscoli, i produttori hanno fatto di tutto per migliorare l’efficienza del sensore, dal rimuovere gli  spazi tra i pixel della commutazione per l’illuminazione posteriore,cosi facendo è aumentata l’efficienza perchè  spostando la circuiteria metallica che collega ogni pixel sotto di essa, la luce non viene più occlusa. Questa illustrazione mostra come un sensore BSI catturi più fotoni, rispetto al sensore FSI, dove la circuiteria metallica riflette alcuni di essi.

6641-sony_cmos_diagram

Ma la tecnologia BSI va solo finora a massimizzare l’efficienza del sensore. Un altro grosso ostacolo per i sensori di immagini mobili è la diafonia che noi chiameremo crosstalk, ed è qui dove ISOCELL entra in gioco.

Quali problemi  ISOCELL risolve?

Un problema che Samsung sta cercando di risolvere con ISOCELL è  che, come un pixel restringesi, diminuisce la sua capacità (la carica di un singolo pixel può contenere prima saturare), il che significa che il pixel avrà una gamma dinamica inferiore. Con la gamma dinamica ridotta  per quanto riguarda la fotografia  si intende la differenza di intensità tra le parti più chiare e più scure dell’immagine stessa.

C’è anche un altro grosso problema dovuto alle dimensioni sempre più piccole dei pixel, per  cui i fotodiodi pur percependo correttamente il colore e la quantità di luce a causano un fenomeno chiamato diafonia (crosstalk).  I fotodiodi sono dei minuscoli rivelatori che trasformano la luce in una corrente, con cui i processi dei chip del sensore  li trasformano in un’immagine utilizzabile.

Il Crosstalk accade quando una parte della luce che dovrebbe colpire una specifico fotodiodo si perde colpendo i fotodiodi limitrofi, causando cosi  correnti deboli che si vanno  a formare, dove non ci dovrebbe essere alcuna fonte luminosa.

 La Diafonia si verifica per una serie di ragioni, ma la causa più probabile è dovuta alla  luce che rimbalza all’interno del diodo, che si chiama appunto diafonia di  luce. Inoltre, quando un pixel riceve più luce di quella  può gestire (la luce supera i livelli di saturazione) la diafonia elettronica si verifica con la creazione di correnti errate questo è dovuto alla dispersione  dei segnali elettrici di trasmissione dati ai diodi.Come ISOCELL così  dentro l evoluzione di Samsung di sensori della fotocamera BSI

Messa in altre parole, se mettessimo a brillare una luce verde in un pixel, alcuni fotoni potrebbero perdesi in quelle blu e rosse e causando una piccola corrente superflua nei  fotodiodi, anche se effettivamente nel immagine  non c’è traccia dei colori rosso e blu. Come potete immaginare, questo porta ad una leggera distorsione dell’immagine originale (interferenza), che si manifesta in un effetto blooming e nel  rumore di sottofondo. Il Crosstalk è inevitabile, ma può essere mitigato con alcune tecniche di fabbricazione intelligenti.

Per riassumere, un sensore di immagine ideale può catturare abbastanza luce per riprodurre fedelmente l’immagine originale, cioè proponendo un ampio spettro e una vasta gamma dinamica, e deve essere costituito da sensori precisi che evitino il più possibile la diafonia.

Come funziona ISOCELL?

ISOCELL è essenzialmente un’evoluzione delle tecnologie esistenti e si propone di affrontare i problemi evidenziati sopra.

Prima di tutto, ISOCELL tenta di risolvere il problema del Crosstalk isolando ogni pixel con una barriera fisica, quindi la parte “iso” del nome. Queste barriere sono disposte  in modo che i fotoni  rimangano correttamente intrappolati nelle celle desiderate e quindi avranno più probabilità di essere assorbiti nel fotodiodo corretto del pixel.

Per chi mastica l’inglese tutto è spiegato in questo video.

 

 

 

 

HTC All New One M8: ecco lo sfondo ufficiale.

Android 4.4.2: arrivato l’aggiornamento per il Galaxy S4