В субботу в Сан-Франциско стартовала ежегодная конференция Solid-State Circuits Conference (ISSCC 2017). Компания Sony к этому мероприятию подготовила анонс интересного решения — первого в индустрии трёхуровневого КМОП-датчика изображения для смартфонов, который обеспечивает суперзамедленную видеосъёмку.
Последние поколения датчиков изображения КМОП (по-англ. CMOS) компания выпускает в виде двухслойных структур, что позволяет делать датчики очень компактными. В верхнем слое датчиков с фильтрами и микролинзами располагается массив фотодиодов с задней засветкой (back-illuminated stacked CMOS image sensors). В нижнем слое расположена логика, обрабатывающая «сырые» данные с датчиков и управляющая датчиками. Новый датчик компании создан трёхъярусным, где средний «промежуточный» слой — это массив памяти DRAM ёмкостью 1 Гбит.
Использование ёмкого DRAM-буфера в датчике изображения позволяет обойти ограничение интерфейса для передачи «сырых» данных в процессор по обработке изображения. Иными словами, во время скоростной съёмки данные спокойно записываются в буфер и по мере обработки передаются в процессор без какой-либо потери в виде пропущенных кадров. Этот подход позволяет, во-первых, избежать искажения в фокальной плоскости и, во-вторых, обеспечивает суперзамедленную съёмку видео, ранее невозможную на смартфонах. Во всяком случае, с качеством Full HD.
Светочувствительный слой трёхслойной матрицы Sony состоит из 21,2 эффективных мегапикселей с разрешением 5520 × 3840. Размер диагонали матрицы — 7,73 мм (соотношение 1/2,3). Размер светочувствительной ячейки равен 1,22 × 1,22 мкм. Статические изображения можно снимать со скоростью 30 кадров в секунду с соотношением сторон 4:3 (19,3 Мп) и 16:9 (17,1 Мп). Видео допускает съёмку со скоростью 60 кадров в секунду с разрешением 4K (3840 × 2160) и 240 кадров в секунду с разрешением 1080p и 720p (кратковременная съёмка возможна со скоростью до 1000 кадров в секунду).
Данные с датчиков передаются в процессор по обработке изображения в формате Bayer RAW. Интерфейс стандартный, что позволит использовать для работы с новыми датчиками современные процессоры многих производителей. Добавим, логика датчиков сама распознаёт момент ускорения движения и может автоматически переходить в режим замедленной съёмки не надеясь на реакцию оператора.