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0.7μmのイメージセンサーを四種類発表

【第3の108MP HM2爆誕】Samsungが0.7μmのイメージセンサーに4つの仲間を追加

Samsungは世界最小のピクセルサイズである0.7μmのイメージセンサーを昨年発表しました。その名は43.7MPのISOCELL GH1であり、vivo S7のインカメのイメージセンサーに採用されています。一般にイメージセンサーのピクセルサイズを小型化するとその分、光子のあたる範囲が狭まるため感光性能は低くなります。ただし、その分イメージセンサーを小型化することが可能です。

実際、Samsungには今回追加するすべてのイメージセンサーにおいてより感光性能の高い、ピクセルサイズ0.8μmのものが既にありますが、0.8μmのものに比べ、大きさは最大15%小型化し、カメラユニットの高さは最大10%削減することができ(この最大値はISOCELL HM2のもの、1/1.33>1/1.52)、この小型性によりスマートフォンメーカーは合理的なデザイン性だけでなく追加機能において新たな選択肢を手に入れることができます。実際、後述のGN5は超広角や望遠レンズでの使用を想定されていま

0.7μm シリーズ

今回、Samsungが新たに追加した0.7μmのイメージセンサー四種類により、合計5種類になりました。新たに追加されたイメージセンサーについてひとつづつ見ていきます。

ISOCELL HM2

ISOCELL HM2はSamsungの新しい108MPイメージセンサーの一つでGalaxy S20 ULTRA、Note 20 ULTRAに採用されたHM1の0.7μm版です。ほかにも108MPセンサーにはXiaomi Mi 10シリーズ等に搭載された、ISOCELL HMXがありますが、こちらはピクセルビニングが4 in 1です。このHM2はHM1同様に9 in 1のピクセルビニングを採用しているので、ピクセルビニング後のピクセルサイズは2.1μmとなります。HMXは1.6μmのため、低照度性能はHM1(2.4μm)>HM2(2.1μm)>HMX(1.6μm)と推測されます。

高解像度イメージセンサーの最大の長所は望遠レンズなしでもある程度の望遠が可能なことにあり、108MPでは3倍のロスレス望遠が可能だそうです。さらにこのイメージセンサーをテレスコープモジュールに組み込むことでより高性能な超望遠も可能となるでしょう。実際、著名なリーカーであるデジタルチャットステーション氏が今年の6月にHM2をペリスコープモジュールに組み込み光学12倍相当、最大120倍の望遠ができると言っており、その微博上の発言をHM2の発表と共に振り返っています。Mi 10 ULTRAがより低解像度の4800万画素のIMX 586を搭載し超望遠を実現し、最大120倍としたので、このHM2ベースの超望遠の計画がどうなったかは謎ですが、高解像度イメージセンサーを小型化し、物凄い望遠性能を作ることができるという構想自体は極めて面白く、私が微細化を支持する理由の一つでもあります。

なお、HM2はよりはやく効率的なPDAFである”Super PD”に対応しているとのことです。HM1ではレーザーフォーカスなしではAF性能が弱いと酷評されてきたので、ここが改善されると嬉しいですね。(0.8μmのHM1のようにピクセルサイズが小さい場合は通常のハイエンドイメージセンサーが搭載するDual Pixelを搭載できずAF性能が劣るという欠点があります)

ISOCELL GW3

6400万画素のイメージセンサーを搭載したスマホは昨年から多数でてきており、Samsung製のISOCELL GW1、GW2、SONY製のIMX 686 IMX 682などが主流となっています。ミドルレンジからミドルハイエンドで多く採用されている、6400万画素センサーですが、これらは全て0.8μmでセンサーサイズは1/1.72ですが、今回0.7μmになったため、センサーサイズは驚異の1/1.97になりました。実はこのセンサーサイズは0.8μm 4800万画素のISOCELL GM2のセンサーサイズである、1/2相当です、0.1μmでもかなり差が出るということが分かりますね。こちらも4 in 11ピクセルビニングに対応し、4K 60fpsでの撮影も可能です。ジャイロEISに対応しており手振れに強いそうです。

ISOCELL GM5

望遠・超広角レンズでの使用を想定したイメージセンサーで、画素数は4800万画素です。望遠レンズで使う場合はXiaomi Mi 10 Ultraのペリスコープモジュールで48MPのIMX 586が採用されてるような使い方で用いると、0.8μmのものより厚みを減らせるというメリットがあります。Mi 10 ULTRAのカメラユニットはかなり巨大なのでこれがコンパクト化されるというだけでもかなり魅力的なイメージセンサーです。

超広角に4800万画素を採用するスマホはOPPO Find X2 ProやOnePlus 8 Pro,AQUOS R5Gがあります。超広角に高解像度イメージセンサーを使う目的は強力な超広角電子式手振れ補正を効かせた動画撮影性能の向上を主目的としています。なので、超広角では480fpsの高速フルHD録画が可能です。各ピクセル行の長時間、中程度、および短時間の露出の読み出しをモバイルプロセッサーにそれぞれ送信することで画像処理を促進より高速で電力効率の高い”staggered-HDR”に対応します。0.7μmではなく、4 in 1ピクセルビニングで1.4μmでの運用の場合、Staggered-HDRはノイズが少なく明るく鮮明な画像を出力します。

ISOCELL JD1

このイメージセンサーは3200万画素であり、アウトカメラではなくインカメで使われることを主目的に作られています。(よく32MPインカメとか見ますよね)3200万画素にかかわらず、1/3.14という3200万画素イメージセンサーでは世界最小であるため、ポップアップインカメやパンチホールで利用すると、最適です。0.9μm 20MP 1.0μm 16MPとほぼ同等の大きさなので凄いことですね。このJD1もstaggered-HDRに対応しています。

ISOCELL 2.0

なお、これらはISOCELL 2.0となっており、Color Filterが改善され、現在のISOCELL Plusに比べて、12%光感度が向上しています。

なお、HM2、JW3、JD1は現在量産中で、GM5はQ4に量産開始にむけてサンプリング中です。

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