Samsung Electronics entwickelt einen neuen Smartphone-Kamerasensor mit Global-Shutter-Level-Leistung für seine Galaxy-Flaggschiffe der nächsten Generation, möglicherweise die S26-Serie, die S27-Familie oder kommende faltbare Geräte. Der Sensor nutzt einen Rolling-Shutter-Mechanismus, der durch eine neuartige Pixelstruktur und einen optischen Flussalgorithmus verbessert wird, um die Bewegungserfassung zu verbessern und die Verzerrung des Motivs zu reduzieren. Aktuelle Smartphone-Kamerasensoren nutzen überwiegend ein Rolling-Shutter-System, das Bilder aufnimmt, indem es Pixel Zeile für Zeile nacheinander belichtet. Bei diesem Vorgang wird die Szene schrittweise von oben nach unten abgetastet, was beim Fotografieren sich schnell bewegender Motive zu möglichen Verzerrungen führen kann. Im Gegensatz dazu belichtet ein echter Global Shutter alle Pixel gleichzeitig und ermöglicht so eine präzise Bewegungserfassung ohne die typischen Verzerrungseffekte, die mit Rolling Shutters verbunden sind. Die Global-Shutter-Technologie zeichnet sich durch die Beibehaltung der Bildintegrität über den gesamten Bildausschnitt in Szenarien mit schnellen Bewegungen aus, beispielsweise bei Sport- oder Actionfotografie. Trotz dieser Vorteile sind Global-Shutter-Sensoren mit Einschränkungen in der Auflösung konfrontiert, da sie sehr große Pixel benötigen, um effektiv zu funktionieren. Größere Pixel ermöglichen die für den globalen Betrieb erforderliche gleichzeitige Belichtung, schränken jedoch die Gesamtzahl der Pixel ein, die auf den Sensor passen, was zu einer geringeren Gesamtbildauflösung führt. Der Ansatz von Samsung begegnet dieser Herausforderung, indem er die Rolling-Shutter-Grundlage beibehält und gleichzeitig Innovationen integriert, um Global-Shutter-Ergebnisse nachzuahmen. Berichten zufolge verfügt der Sensor über eine Pixelgröße von 1,5 Mikrometern und erreicht eine Auflösung von 12 Megapixeln, wodurch Leistung und praktische Einschränkungen in Einklang gebracht werden. Ein zentrales Element dieser Entwicklung liegt in der Pixelstruktur, insbesondere der Platzierung des Analog-Digital-Wandlers (ADC). Bei herkömmlichen Smartphone-Sensoren werden die von den Pixeln erzeugten analogen Signale an einen externen ADC übertragen und dort in digitale Daten umgewandelt. Diese Trennung kann zu Verzögerungen in der Verarbeitungspipeline führen. Das Design von Samsung bettet den ADC direkt in die Pixel ein und optimiert so den Konvertierungsprozess. Durch die Integration des ADC auf Pixelebene beschleunigt der Sensor die Zeit, die für die Umwandlung analoger Eingänge in digitale Ausgänge erforderlich ist, was eine schnellere Gesamtbilderfassung ermöglicht. Die gemeinsame ADC-Konfiguration verfeinert diese Effizienz weiter. Konkret teilen sich vier Pixel einen einzigen ADC, wodurch eine 2×2-Pixelgruppe entsteht. Innerhalb dieser Gruppe arbeiten die Pixel nacheinander, ähnlich dem herkömmlichen Rolling-Shutter-Verhalten, um die Konvertierungsarbeitslast zu bewältigen. Die verbleibenden Pixel auf dem Sensor außerhalb dieser Gruppen funktionieren auf eine Weise, die den Global-Shutter-Betrieb emuliert und so eine nahezu gleichzeitige Belichtung größerer Bereiche ermöglicht. Eine Quelle von Samsung Electronics erklärte dieses Setup Sisa-Tagebuch (über Jukan), in dem es heißt: „Die Struktur ist so, dass sich vier Pixel einen ADC teilen, sodass nur die 2×2 Pixel nacheinander wie ein Rolling Shutter arbeiten können und der Rest als Global Shutter arbeiten kann.“ Diese Hybridmethode kompensiert Bewegungsartefakte durch den Optical-Flow-Algorithmus, der durch die rollierende Belichtungssequenz verursachte Verzerrungen analysiert und korrigiert. Aufgrund seiner 12-Megapixel-Auflösung entspricht der Sensor nicht den Spezifikationen der Hauptkameras der Flaggschiff-Galaxy-Geräte, die üblicherweise über 50-Megapixel- oder 200-Megapixel-Sensoren für hochauflösende Hauptbilder verfügen. Stattdessen eignet sich die Technologie für Sekundärobjektive, etwa die Ultraweitwinkel- oder 3x-Telemodule. Diese Anwendungen würden von verbesserten Funktionen zum Einfrieren von Bewegungen profitieren, die klarere Aufnahmen dynamischer Motive mit unterschiedlichen Brennweiten ohne die Auflösungsanforderungen der Hauptkamera ermöglichen würden. Die Entwicklung basiert auf der Berichterstattung des Sisa Journal, mit zusätzlichem Dank an Jukan auf X für die Hervorhebung der Details. Dieser Sensor stellt Samsungs Bestreben dar, die Kameraleistung in Mobilgeräten durch gezielte Architekturverbesserungen zu verbessern.
