据韩国媒体《时事周刊 e》报道,三星正在研发全局快门级图像传感器,目标是将其用于下一代旗舰手机。

现在市面上的旗舰手机拍照靠的是卷帘快门,它的工作原理是像素逐行曝光,这就导致拍摄高速运动的物体时图像会变形或扭曲,也就是 " 果冻效应 "。
而全局快门则是一次性让所有像素同时曝光,这样即可完整记录高速移动物体的瞬间画面,避免 " 果冻效应 " 的出现,这是此前 CCD 时代的一项技术。

但 CCD 也有其劣势,因为它的数据读取速度慢,不适合高速连拍,在十多年前逐渐被 CMOS 技术取代。如今 CMOS 也遇到了瓶颈,所以,包括苹果在内的主要手机厂商又希望能将全局快门技术搭载到手机的主摄上。

为此,三星在 1200 万像素卷帘快门镜头的 1.5 微米像素间距中引入新的像素结构,成功实现媲美全局快门的效果。
通常情况下,相机图像传感器里都会有模数转换器(ADC),整个传感器共用一个就叫全局 ADC,每一列共用一个叫列级 ADC,而三星则将 ADC 嵌入到每个像素中,形成了像素级 ADC。但这个做法会导致像素面积变大,最小的像素都达到了 3 微米,比旗舰手机里常见的 1.5 微米大了 1 倍。

所以,三星将 1.5 微米的像素以 2 × 2 的形式组合为等效 3 微米的像素单元,使 4 个像素共享一个 ADC,避免像素面积过大。其中,2 × 2 的单元按卷帘快门方式工作,未被组合的像素则按全局快门方式工作。
但因为还是用到了卷帘快门技术,所以画面还是会有轻微畸变,不能算作真正的全局快门。为此三星加入了一种补偿算法,能够在像素间距极小的情况下制造出有全局快门特性的传感器,并且能实现高分辨率特性。

三星计划在明年的 ISSCC(国际固态电路会议)2026 上公布这些研究成果,苹果对此非常感兴趣,因为苹果一直在申请将全局快门集成到 iPhone 的相关专利。苹果称他们与三星在德州的晶圆代工厂生产一种采用 " 全球首创技术 " 的半导体,或许这个就是下一代 iPhone 的图像传感器。


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