Компанія Sony створила датчик для камер смартфонів, здатний знімати зі швидкістю 960 кадрів в секунду

Компанія Sony створила датчик для камер смартфонів, здатний знімати зі швидкістю 960 кадрів в секунду

Фахівці групи компаній Sony Semiconductor Solutions Corp., Sony Semiconductor Manufacturing Corp. і Sony LSI Design Inc розробили новий тип CMOS-датчика, в структуру якого були включені елементи цифрової обробки сигналів і динамічна пам’ять DRAM.

За рахунок такого високого ступеня інтеграції новий датчик дозволяє проводити зйомку відео високої роздільної здатності зі швидкістю до 960 кадрів в секунду, не сильно навантажуючи при цьому центральний процесор, що робить цей датчик ідеальним для використання в смартфонах і інший портативній електроніці.

Традиційні датчики, які використовуються в камерах сучасних смартфонів, мають двошарову будову. На верхньому шарі розташовуються власне світлочутливі елементи, а на нижньому – елементи логічних схем, що виконують функції перетворення сигналів і передачі цифрових даних. Цього разу група компанії Sony додала між двома цими шарами третій додатковий шар, що складається з осередків динамічної пам’яті і додаткових цифрових логічних елементів.

Поява третього шару в структурі датчика дозволило йому проводити зйомку з дуже високою швидкістю. Наприклад, при повній роздільній здатності датчика в 19.3 мегапікселя швидкість зйомки може становити 120 кадрів в секунду, а зйомка відео з роздільною здатністю 1920 на 1080 пікселів може проводитися вже зі швидкістю в 960 кадрів в секунду.

Без наявності в датчику додаткової динамічної пам’яті швидкість його роботи обмежується швидкістю роботи його інтерфейсу передачі даних. Однак, при наявності проміжної буферної пам’яті, інформація з датчика може бути збережена в ній і піддана швидкої попередньої обробки за допомогою додаткових цифрових схем. Упаковка оброблених даних дозволяє передавати по інтерфейсу більший обсяг інформації і це прискорює процес обробки зображення менш залежною від швидкості роботи інтерфейсу.

Компанія Sony створила датчик для камер смартфонів, здатний знімати зі швидкістю 960 кадрів в секунду

Розмір нового датчика становить 1 на 2.3 дюйма. На його поверхні міститься 21.2 мільйона пікселів, розміром 1.22 мікрометра, що забезпечує роздільну здатність 5520 на 3840 пікселів. Одержувані зображення можуть мати співвідношення сторін 4: 3 і 16: 9, і роздільну здатність від 1.71 до 19.3 мегапікселя.

Інтерфейс камери підтримує стандарти MIPI D-PHY (2.2 Gbps) і MIPI C-PHY (2.0 Gsps). Коли камера знімає 4K-відео з частотою більше 30 кадрів в секунду, витрата енергії становить 424 мВт, а динамічний діапазон датчика складає 64.8 децибели. Максимальна пропускна здатність шини даних датчика складає 102 Гбіт / сек (512 біт, 200MHz), а динамічної пам’яті – 1 Гбіт / сек (128 біт, 200 МГц x 4 канали).

Власне датчик і елементи його цифрових схем виготовлені з використанням 90 нм (1AL5Cu), 30 нм (3AL1W) і 40 нм (1AL6Cu) технологічних процесів. А до складу цифрової схеми входить аналого-цифровий перетворювач, препроцесор, головний процесор і схеми інтерфейсу сполучення датчика з зовнішніми пристроями.