Superzeitlupe mit 1000 fps: Sony stellt neuen Sensor für Smartphonekameras vor

Sony hat die Entwicklung eines neuen CMOS-Sensors für Smartphones angekündigt, der Superzeitlupenaufnahmen mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde bei einer Full-HD-Auflösung von 1920 mal 1080 Bildpunkten unterstützen soll. Nach Angaben des Unternehmens handelt es sich um den branchenweit ersten 3-lagigen CMOS-Bildsensor mit DRAM-Speicher für mobile Geräte.

Der eigene Arbeitsspeicher ist das Hauptunterscheidungsmerkmal zu herkömmlichen Bildsensoren für Smartphones. „Der neu entwickelte Sensor mit DRAM erreicht hohe Geschwindigkeiten beim Auslesen von Daten, was das Erfassen von Standbildern sich schnell bewegender Objekte mit minimaler optischer Verzerrung ermöglicht“, teilte das japanische Unternehmen mit.

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).

Optische Verzerrungen beweglicher Objekte entstehen bei Smartphonekameras aus zwei Gründen. Zum einen werden die Bildinformationen des Sensors „Reihe für Reihe“ ausgelesen. Ein schnelles Objekt hat sich also möglicherweise bewegt, bevor der Lesevorgang abgeschlossen ist. Zudem verfügen Smartphones nicht über den bei Digitalkameras üblichen mechanischen Verschluss für die Kontrolle der Belichtungszeit.

Die hohen Lesegeschwindigkeiten erreicht der Chip unter anderem durch einen vier- statt zweilagigen Aufbau des Schaltkreises, der die analogen Bildsignale der Pixel in digitale Signale umwandelt. Die Geschwindigkeitsbeschränkungen der Interface-Spezifikationen wiederum umgeht Sony durch die Zwischenspeicherung der Signale im DRAM. Als Folge kann der Sensor ein Standbild mit einer Auflösung von 19,3 Megapixeln in nur 1/120 Sekunde auslesen, was laut Sony viermal schneller ist als bei aktuellen Bildsensoren für Smartphones.

Darüber hinaus hat Sony Lösungen entwickelt um das digitale Rauschen zwischen den drei Lagen des Sensors (Pixelschicht, DRAM und Schaltkreis für die Bildverarbeitung) zu reduzieren. Der hintergrundbeleuchtete Sensor selbst löst Brutto 21,2 Megapixel auf (5520 mal 3840 Pixel). Seine Größe spezifiziert Sony mit 1/2.3, was einer Diagonalen von 7,73 Millimetern beziehungsweise einer Pixelgröße von 1,22 Mikrometern entspricht.

Bis zu 30 Bilder pro Sekunde mit der vollen Auflösung von 19,3 Megapixeln nimmt der Sensor im Format 4:3 auf. Im 16:9-Format sinkt die Auflösung auf 17,1 Megapixel. Neben einer Full-HD-Zeitlupe mit 1000 fps, sind es im 4K-Format 60 Bilder pro Sekunde sowie 240 Bilder pro Sekunde im HD- und Full-HD-Format. Der DRAM-Speicher des Sensors ist ein Gigabit respektive 125 MByte groß.

Wann der Sensor auf den Markt kommt, teilte das Unternehmen nicht mit. Bildsensoren von Sony landen in der Regel aber nicht nur in den hauseigenen Smartphones – Sony beliefert auch viele andere Anbieter. Vermutlich wird der Sensor auch in Actionkameras verbaut werden. Diese beherrschen derzeit die Aufnahme von 4K-Videos (3840 x 2160 Pixel) mit nur 30 fps. Allerdings hat YI bereits ein Modell mit 60 fps angekündigt.

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