Samsung: Bessere Sensoren für Handy-Kameras

Samsung stellt unter dem Namen "ISOCELL" seine neue Pixel-Technologie für CMOS-Bildsensoren vor. Die neue Technologie erhöht die Lichtempfindlichkeit von Bildsensoren und steuert auf effiziente Weise die Aufnahme von Elektronen. die Bildqualität von Smartphones soll so verbessert werden.

Samsung© Samsung Electronics GmbH
01.10.2013, 10:32 Uhr

Denn auch in Umgebungen mit schwacher Beleuchtung soll eine höhere Farbintensität gegeben sein.
Für die Qualität eines Bildsensors ist die Lichtmenge verantwortlich, die von den einzelnen Bildpunkten eines Sensor-Arrays erfasst werden. Da der Markt für Mobilgeräte bei konstanten Kamera-Abmessungen Produkte mit höherer Auflösung und immer besserer Bildqualität verlangt, mussten die Pixel-Größe reduziert und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit erhöht werden - eine Aufgabe mit großen Herausforderungen.
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Um diese Herausforderungen zu meistern, konzentrierte man sich bei bisherigen Sensortechnologien auf die Verbesserung der Lichtabsorption der Pixel. So hat sich die Pixel-Technologie von FSI (Front Side Illumination) hin zur BSI (Back Side Illumination) entwickelt, bei der eine Fotodiode die fotoelektrische Effizienz steigert. Während sich die BSI-Technologie zunächst als sehr effizient erwies, zeigten sich bei der Reduzierung der Pixel-Abmessungen Grenzen zur Verbesserung der Bildqualität auf.
Aufbauend auf den bisherigen Fortschritten und dem Ziel, Bildsensoren für Mobilgeräte mit noch höherer Bildqualität bereitzustellen, hat Samsung bereits die Patentierung der nächsten Pixel Technologie Generation, auf ISOCELL-Technologie basierend, beauftragt. Bei der ISOCELL-Technologie gibt es eine physikalische Grenze zwischen benachbarten Bildpunkten, welche die einzelnen Pixel voneinander isoliert. Diese Isolation ermöglicht, dass mehr Fotonen von der Mikrolinse erfasst und von der Fotodiode des ursprünglichen Pixels aufgenommen werden. Dies minimiert ein unerwünschtes elektrisches Gegenkoppeln zwischen Pixeln und ermöglicht eine erweiterte FWC (Full Well Capacity).
Gegenüber herkömmlichen BSI-Bildpunkten senken die ISOCELL-Pixel das Übersprechen um etwa 30 Prozent. Dadurch ergibt sich eine höhere Farbtreue. Dies wiederum ermöglicht, dass die Originalfarbe mit der entsprechenden Schärfe und in den richtigen Farben reproduziert werden kann. Daraus ergibt sich eine um 30 Prozent erhöhte FWC und ein damit verbundener höherer Dynamikbereich.
Ein Bildsensor mit ISOCELL-Technologie kann ferner einen 20 Prozent größeren CRA (Chief Ray Angle) erreichen, was die Bauhöhe des Kameramoduls reduziert. Solche Kameramodule eignen sich für flache Mobilgeräte mit kleinem Formfaktor und anspruchsvollen Low-Z-Anforderungen.
Die Marktforschungsfirma Techno System Research geht davon aus, dass 2014 etwa 66 Prozent aller Smartphones Bildsensoren mit Auflösungen von 8MPixel oder höher enthalten werden