Sony-Sensor bringt Superzeitlupe in Smartphone-Kameras

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Ein neuartiger CMOS-Sensor nimmt bei Full-HD-Auflösung bis zu 1000 Bilder pro Sekunde auf. Er nutzt dazu eine zusätzliche DRAM-Schicht. Das so mögliche, schnellere Auslesen von Daten, soll das Erfassen von Standbildern sich schnell bewegender Objekte mit minimaler optischer Verzerrung ermöglichen.

Sony hat eigenen Angaben zufolge den ersten 3-lagigen CMOS-Bildsensor mit DRAM-Speicher für mobile Geräte angekündigt. Er soll mit Smartphones Aufnahmen in Superzeitlupe mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde bei einer Full-HD-Auflösung von 1920 mal 1080 Bildpunkten unterstützen. Möglich wird das durch den in dem Sensor direkt verbauten Arbeitsspeicher.

Der neu entwickelte Sensor soll bei der Aufnahme sich schnell bewegender Objekte zudem die optische Verzerrung minimieren. Für diese optischen Verzerrungen gibt es zwei Gründe. Erstens werden die Bildinformationen des Sensors “Reihe für Reihe” ausgelesen. Ist das Objekt zu schnell, hat es sich daher möglicherweise bewegt, bevor der Lesevorgang abgeschlossen ist. Zudem müssen Smartphones ohne den bei Digitalkameras üblichen mechanischen Verschluss für die Kontrolle der Belichtungszeit auskommen.

Sony (Bild: Sony)

Der neue Sony-Chip erreicht die hohe Lesegeschwindigkeit unter anderem durch einen vierlagigen Aufbau des Schaltkreises. Üblich sind hier derzeit zwei Lagen. Der neue Aufbau wandelt die analogen Bildsignale der Pixel direkt in digitale Signale um. Die Zwischenspeicherung der Signale im DRAM überwindet zudem Geschwindigkeitsbeschränkungen der sonst üblichen Schnittstellen. Der Sensor kann laut Sony so ein Standbild mit einer Auflösung von 19,3 Megapixeln in lediglich 1/120 Sekunde auslesen. Da sei viermal schneller ist als bei aktuellen Bildsensoren für Smartphones.

Das digitale Rauschen zwischen den drei Lagen des Sensors (Pixelschicht, 125 MByte DRAM und Schaltkreis für die Bildverarbeitung) will Sony ebenfalls mit neuen Ansätzen reduzieren. Der hintergrundbeleuchtete Sensor löst Brutto 21,2 Megapixel auf (5520 mal 3840 Pixel). Seine Größe gibt Sony mit 1/2.3 an, das entspricht einer Diagonalen von 7,73 Millimetern beziehungsweise einer Pixelgröße von 1,22 Mikrometern.

Der neue Sony-Sensor für Smartphone-Kameras (Bild: Sony).
Der neue Sony-Sensor liest Bilddaten so schnell aus, dass optische Verzerrungen (linkes Foto: 1/30 S) sich bewegender Objekte deutlich reduziert werden (rechtes Foto: 1/120 S) (Bild: Sony).

Mit der vollen Auflösung von 19,3 Megapixeln nimmt der Sensor im Format 4:3 bis zu 30 Bilder pro Sekunde auf. Im 16:9-Format reduziert sich die Auflösung auf 17,1 Megapixel. Bei 4K schafft er 60 Bilder pro Sekunde, bei HD- und Full-HD-Auflösung 240 Bilder pro Sekunde.

Wann der Sensor marktreif sein wird, hat das Unternehmen noch nicht mitgeteilt. Bildsensoren von Sony werden bislang nicht nur in den hauseigenen Smartphones verbaut, sondern auch in denen zahlreicher anderer Anbieter. Ein geeignetes Feld wären neben High-end-Smartphones auch Actionkameras. Die beherrschen derzeit die Aufnahme von 4K-Videos (3840 mal 2160 Pixel) mit 30 fps. Erste Modelle, die 60 fps unterstützen, wurden aber bereits angekündigt.

[mit Material von Stefan Beiersmann, ZDNet.de]

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