Samsung dévoile un nouveau capteur pour smartphone, l’ISOCELL GN2. Comptant 50 millions de pixels, ce capteur mise notamment sur une évolution de la technologie Dual Pixel, ainsi que sur le système « Smart ISO Pro » de la marque. Retour sur ses principales caractéristiques.

Un nouveau capteur signé Samsung

Rien ne semble arrêter le géant sud-coréen. Après le récent capteur ISOCELL HM3 de 108 Mpx – que l’on retrouve notamment au sein du Samsung Galaxy S21 Ultra –, le constructeur dévoile l’ISOCELL GN2. Ce dernier vient prendre la relève du GN1, dévoilé en juin 2020.

Particulièrement novateur, ce capteur était le premier de sa catégorie à intégrer à la fois la technologie Quad Bayer (pixel binning) et le Dual Pixel AF. On le retrouve notamment au sein de 2 modèles de la marque chinoise Vivo, les X50 Pro+ et X60 Pro+. Ce dernier est d’ailleurs le 1er modèle à bénéficier de l’alliance entre Vivo et l’opticien Zeiss.

Le nouveau capteur Samsung ISOCELL GN2 est de type 1/1,12 pouce, et mesure 11,4 x 8,6 mm. En termes de taille, il se rapproche dangereusement des capteurs de type 1 pouce (taille de référence pour les capteurs de smarpthones et les boîtiers compacts), qui mesurent 13,2 x 8,8 mm.

Comptant pas moins de 50 millions de pixels, les photosites du GN2 mesurent 1,4 µm. Grâce au pixel binning (nommé Tetracell chez Samsung), le capteur est capable de combiner 4 pixels en 1, afin d’obtenir des photosites de 2,8 µm.

Samsung Isocell GN2

Plus surprenant, un algorithme de recomposition de la matrice des pixels permet de capturer des images de 100 millions de pixels. Pour ce faire, le capteur « crée » trois couches distinctes de 50 millions de pixels bleus, rouges et verts. Ces différentes couches sont ensuite fusionnées, afin de produire une image finale de 100 Mpx plus détaillée.

Dual Pixel Pro : l’autofocus réinventé ?

La plus grande nouveauté introduite par l’ISOCELL GN2 se situe sans doute au niveau de l‘autofocus. À l’instar de son prédécesseur – et des capteurs de Canon –, le capteur de Samsung fait appel à la technologie Dual Pixel AF. Dans la pratique, chaque pixel est divisé en 2 photodiodes, permettant à chacun d’eux d’effectuer la détection de phase. Le capteur compare les informations fournies par les parties gauche et droite pour effectuer la mise au point.

Cependant, Samsung va plus loin et introduit son mécanisme « Dual Pixel Pro ». Chaque pixel rouge, bleu et vert est divisé en 2. Toutefois, les pixels verts sont divisés en diagonale (et les pixels bleu et rouge demeurent divisés à la verticale). Ainsi, le capteur devient capable de comparer les données entre les parties hautes et basses du pixel. Ce procédé doit permettre à l’autofocus de se montrer plus efficace, notamment sur les motifs les plus complexes.

Samsung Isocell GN2

Pour mémoire, le Dual Pixel AF a été utilisé pour la 1e fois par Samsung en 2016 avec le Galaxy S7. Toutefois, les Galaxy S20 et Galaxy S21 Ultra font exception à cette règle, et font l’impasse sur cette technologie. Pour éviter toute baisse de performance AF, Samsung a astucieusement décidé d’ajouter un capteur « Laser AF » au Galaxy S21 Ultra, ce dernier venant aider la capteur principal à faire la mise au point.

Sur le Samsung Galaxy S21 Ultra, le capteur Laser AF (en haut à droite) vient aider le capteur principal à effectuer la mise au point

Smart-ISO Pro et « Staggered HDR »

L’ISOCELL GN2 incorpore également la technologie Smart-ISO Pro, que Samsung a dévoilé en février 2021. L’an dernier, le Smart-ISO était capable d’alterner entre un gain élevé et un gain faible en fonction de la quantité de lumière de la scène. Cette année, le Smart-ISO Pro doit aller encore plus loin en combinant deux images, l’une capturée à une valeur ISO basse, l’autre à une valeur ISO élevée.

En théorie, ce procédé devrait permettre la capture de photos avec une plage dynamique extrêmement grande. Ainsi, ce procédé viendrait réduire le bruit numérique, accroître la quantité de détails capturée dans les zones faiblement éclairées et éviter l’apparition de zones brûlées dans les zones fortement éclairées.

Samsung a également implémenté une fonctionnalité nommée « staggered-HDR ». Cette dernière doit se montrer très utile pour les scènes très contrastées, comme la pièce d’une maison avec la lumière entrant par une fenêtre. Ce système se base sur la technique du multiplexage temporel. Le capteur tire parti de la capture de l’image ligne par ligne (rolling shutter) pour capturer des images à des valeurs d’exposition différentes.

Samsung Isocell GN2

Ce système doit se montrer plus efficace que le système HDR « classique » (qui capture et fusionne plusieurs images différentes). Selon Samsung, il permettrait de réaliser une économie d’énergie de l’ordre de 24 %. Toujours utile pour préserver la batterie de nos smartphones.

Last but not least, le capteur ISOCELL GN2 doit être capable de filmer en Full HD (1080p) à 480 i/s, et en 4K à 120 i/s. Il est aussi capable de filmer en 8K à 30 i/s (contre 24 i/s « seulement » sur l’ISOCELL HM3 du Galaxy S21 Ultra).

L’objectif de Samsung : devenir n°1 des capteurs de smartphones

Selon les informations communiquées par Samsung, le capteur ISOCELL GN2 est déjà entré en production. On ignore cependant quels seront les smartphones qui pourront en bénéficier.

Une fois encore, Samsung gonfle ses muscles. L’ambition du géant sud-coréen est clair : devenir n°1 du marché des capteurs pour smartphones. Une tâche difficile, le secteur étant encore largement dominé par Sony. Au premier semestre 2020, le constructeur japonais s’était arrogé quelques 44 % de parts de marché.

Pour mémoire, Samsung (comme Sony) ne sont pas les seuls bénéficiaires de leurs propres capteurs. Les deux marques tirent une manne substantielle en fournissant leurs capteurs à d’autres constructeurs, qui se chargent de les intégrer au sein de leurs smartphones. De fait, il est possible que l’on retrouve l’ISOCELL GN2 au sein d’un modèle de Vivo ou de Xiaomi (ou autres).

En termes de caractéristiques brutes, ce capteur présente plusieurs innovations intéressantes. Elles montrent le dynamisme de Samsung, qui continue d’améliorer des technologies existantes (Dual Pixel AF, capture HDR) pour faciliter au quotidien la capture d’images de qualité par l’utilisateur final.