Samsung ra mắt cảm biến ảnh ISOCELL: tăng độ nhạy sáng, độ chính xác
màu và dải tương phản động
Samsung mới đây đã giới thiệu một công nghệ điểm ảnh mới dùng trong cảm biến CMOS với tên gọi ISOCELL. Công nghệ này giúp "tăng độ nhạy sáng của cảm biến, cho phép kiểm soát hiệu quả hơn khả năng hấp thu electron, từ đó mang lại độ chính xác màu cao hơn ngay cả trong điều kiện thiếu sáng". Hãng cho biết thêm rằng cảm biến ISOCELL cũng sẽ giúp tăng 20% góc lệch chính khi ánh sáng chiếu xiên vào hệ thống quang học của camera, từ đó giảm độ dày của cụm máy ảnh khiến nó phù hợp để dùng trong các smartphone hay tablet. Cảm biến đầu tiên tích hợp công nghệ ISOCELL là Samsung S5K4H5YB với độ phân giải 8 megapixel, kích cỡ điểm ảnh 1,12 micron và có định dạng 1/4". Sản phẩm này hiện đã được giao mẫu cho một số hãng phần cứng và sẽ đi vào sản xuất đại trà trong Q4 năm nay.
Giao thích thêm về công nghệ ISOCELL, Samsung nói như sau: Chất lượng của cảm biến ảnh được xác định bởi lượng ánh sáng mà mội pixel đơn lẻ trên cảm biến có thể ghi nhận được. Hiện nay đang có "áp lực thị trường" về việc tăng độ phân giải và chất lượng ảnh nhưng không được tăng kích thước cụm camera. Chính vì thế mà các điểm ảnh phải thu nhỏ lại và không được giảm chất lượng đi.
Samsung nói đây là một thách thức và để giải quyết nó, người ta đã sử dụng công nghệ BSI (Back Side Illumination) thay cho FSI (Front Side Illumination). Cảm biến BSI CMOS, vốn đang được sử dụng rất nhiều trong các máy ảnh, smartphone, tablet hiện nay, sử dụng mạch điện nằm phía sau lớp photodiode nên có thể đạt hiệu năng quang điện cao. Thế nhưng khi kích cỡ pixel giảm xuống thì chất lượng ảnh của cảm biến BSI cũng bị giảm theo.
Để xử lí chuyện này, Samsung cho ra đời ISOCELL và hãng gọi đây là "công nghệ pixel thế hệ kế tiếp", đồng thời tiết lộ thêm rằng nó đang chờ được cấp bằng sáng chế. ISOCELL sẽ tạo ta một lớp rào cản vật lý giữa các pixel lân cận nhau để cô lập chúng (isolation - chữ iso bắt nguồn từ đây). Việc cô lập này sẽ giúp các microlens (thấu kính siêu nhỏ nằm trên bề mặt cảm biến) thu được nhiều photon ánh sáng hơn, ánh sáng cũng sẽ đi đến đúng photodiode của pixel để giảm hiện tượng nhiễu chéo tín hiệu (crosstalk, tín hiệu ở một mạch truyền này ảnh hưởng đến tín hiệu ở các mạnh xunh quanh).
So với cảm biến BSI, cảm biến ISOCELL giảm hiện tượng crosstalk đi 30% nên có khả năng mang lại độ chính xác màu cao hơn, từ đó tái tạo màu gần sát với nguyên thủy. Bên cạnh đó, chỉ số full-well capacity (giá trị điện tích cực đại mà mỗi điểm ảnh riêng lẻ có thể giữ trước khi bão hòa và làm giảm chất lượng tín hiệu) của ISOCELL cũng được tăng thêm 30%, dẫn đến sự mở rộng dải tương phản động (dynamic range) nên các chi tiết ở vùng sáng - tối sẽ được ghi nhận đầy đủ hơn. Ở hình bên dưới, Samsung cho thấy rằng cảm biến ISOCELL có thể ghi nhận chi tiết của vùng cánh hoa sáng đầy đủ hơn cảm biến BSI.
Cũng có khả năng Samsung sẽ sử dụng cảm biến ISOCELL cho các smartphone và tablet mới của mình, điển hình như thế hệ kế tiếp của Galaxy S4 hay Galaxy Note 3 chẳng hạn. Chúng ta hãy chờ xem sao.
