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从8MP到40MP,手机相机感测器进化之路

发表于:2024-05-10 作者:游戏编辑
编辑最后更新 2024年05月10日,作者|Check6(酷安)作为手机的卖点之一,相机已经成为了手机宣传的重要一部分,上有华为Mate20的浴霸三摄下有小米的变焦双摄,但是背后的功臣确实那一块...

作者 | Check6(酷安)

作为手机的卖点之一,相机已经成为了手机宣传的重要一部分,上有华为 Mate20 的浴霸三摄下有小米的变焦双摄,但是背后的功臣确实那一块小小的 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor 的缩写,是相机的核心成像部件,一种互补金属氧化物导体器件。)而索尼制造的手机 CMOS 则是被运用在了如今绝大多数的智能手机上,但是这些 CMOS 的命名就和其他的索尼产品一样,令人非常琢磨不透。那么今天我就来带大家看一下最近几年的主流 CMOS(索尼为主)并且了解一些这些感测器被放到哪一些手机上了吧!(我比较业余,如果有错误请在评论区纠正,谢谢)

在介绍 CMOS 之前,我们先把几个知识点简单过一遍 感测器尺寸 CMOS 面积越大,捕捉的光子越多,感光性能越好,信噪比越高,得到的画质越出色。 单像素面积μm μm 是每一个单像素的面积单位,数字越大,代表每个像素的面积更大,收光能力越好,夜拍效果会变强,不过就需要牺牲高像素的。 为控制手机的厚度,μm 大小与相机像素大小需要衡量。


索尼 IMX134

发布时间 2013 年 3 月 世界首款堆叠式 CMOS,拥有 800 万像素 1/4 英寸的感测器面积加上 1.12um 的单像素面积,作为在 2013 年发布的第一代 CMOS,我们可以在索尼 Xperia Z Ultra 上,国产的荣耀 3C 上,甚至在 2018 年的 iPad2018 上也配备了这一颗 CMOS。

IMX135,IMX134,IUS014F-Z

Xerpia Z Ultra6

右边是堆叠式 CMOS

索尼 IMX135

发布时间 2013 年 1 月 是不是很奇怪,发布时间明明比 IMX134 早,但是命名确实 135,这也就是索尼的命名的奇怪之处了(有人说是根据手机发布时间来定的,不是根据感测器发布时间定)这颗 CMOS 为 1300 万像素,1/3.06 英寸的感测器面积,而单像素面积和 134 保持一致。第一代的 Xperia Z,三星的 Galaxy Note3,LG G2/3,小米 3 都搭载过这颗 CMOS。

IMX135 设计图

小米 3

索尼 IMX145

145 这颗 CMOS 用过早期的 iPhone 的朋友们肯定知道,800 万像素以及 1 / 3.2 英寸的感测器面积 1.4um 的大像素面积,让 iPhone4s,5,5c 等机型用 800 万像素配上出色的算法正面刚其他手机的 1200 万像素除此以外小米 2 也是另外一台用上 IMX145 的手机。在 iPhone6 上,凭借著 IMX145 的衍生型号 IMX145 PDAF 让 iPhone6 成为第一批拥有自动相位对焦的手机,这款 IMX145 PDAF 也升级的感测器尺寸,从 1.4um 升级到了 1.5um。

索尼 IMX214

这是索尼的的爆款 CMOS,有近 50 款机型都采用了这颗 CMOS,1300 万像素,感测器尺寸 1 / 3.06 英寸,1.12um 的单像素相对来讲都是在 2014 年综合性能不错的一款 CMOS,使用机型有经典的 HTC M8 Eye,一加 1,Mate7,P7, OPPO FIND 7,vivo Xshot,小米 4,努比亚 Z7 系列等等。

135 对比 214

华为 Mate7

索尼 IMX220

Exmor RS 家族中第一个采用 2000 万像素的 CMOS,拥有 1/2.3 英寸的感测器面积和 1.2ym 的单位像素面积,这是 2013 年 9 月份的一款感测器,但是这款感测器可不止用了一年,Xperia Z1/Z1C/2/3/3C/3 + 都是这一颗感测器,当然还有 MX4/4Pro 和 MX5 也用了,当时的厂商们都试图驾驭 2000 万像素,但效果都不太理想。

220 设计图

魅族 mx4

Xperia Z1

索尼 IMX230

这就是时隔两年以后 IMX220 的继承者,在 2015 年 4 月发布的 IMX230,从原来的 2000 万像素提升至 2100 万像素但是感测器尺寸(提升至 1/2.4 英寸)和单像素面积几乎没有变化。索尼自家的 Xperia XA Ultra,魅族的 Pro5/6,乐视的 Le2 Pro/Max,荣耀 7 搭载的这颗 CMOS,但就在 2015 年来说,噱头的成分占了大部分。

135 对比 230

索尼 IMX240/260

这颗 CMOS 貌似是 IMX234 的三星专供的,1600 万像素,依旧是主流的 1.12um 的单像素面积,1/2.6 英寸的感测器面积和 IMX234 没有差别。三星的 S6 系列,Note4/5 都是这颗 CMOS,并且配有光学防抖。260 也是也是 S7 系列的专供,但是 S7 上的 260 加入了 Dual Pixel 对焦,也就是当时红极一时的双像素对焦技术。

三星感测器 vs IMX240

索尼 IMX286

这就是装在第一代华为徕卡联合研制的华为 P9 上的 CMOS,据悉这颗 CMOS 也没有外卖,1200 万像素,1/2.9" 的感测器尺寸,1.25um 的单像素面积,不过值得一提的是,这颗 CMOS 可以把滤光片去掉,也就是变成一颗黑白镜头,这就是华为 P9,荣耀 8/V8 那一代可以做到黑白彩色双摄的原因。不过这颗 CMOS 并没有相位对焦,所以采用的是激光对焦技术。

黑白彩色双摄

对比感测器大小

索尼 IMX298

这是一颗在 2015 年发布的 CMOS,早在华为 Mate8 上就可以看到这颗 CMOS 的身影,除此以外还有小米 5,一加 3/3T,努比亚 Z11 都用了这一颗 CMOS。1600 万像素,1/2.8" 英寸的感测器尺寸还有 1.12um 的单像素面积还有光学防抖。而一加 3T(OPPO R9 Plus 也用了这颗)CMOS 的调教比较好。

索尼 IMX300/400

索尼手机专属 Xperia Z5 Premium/Z5/Z5Compact,Xperia X Performance/X/X Compact,Xperia XZ,XA1/XA1 Ultra 都搭载的 IMX300,2500 万像素,1/2.3 感测器面积,但是 1.08 μm 的单像素面积比较小。IMX400 就先不说它的参数,光是内置了 DRAM 就已经很厉害了,什么是 DRAM?960 帧的慢动作就是靠这个的,虽然像素比之前的 IMX300 少了,但是 1900 万像素,1/2.3",1.22 μm 这些参数也很诱人了,这可惜索尼移动的调教比较一般了,但是 EIS 电子防抖技术无人能敌。Xperia XZs/XZ Premium,Xperia XZ1/XZ1 Compact,Xperia XZ2/XZ2 Premium/XZ2 Compact,Sony Xperia XZ3 都搭载了 IMX400。

IMX400

索尼 IMX315

这颗 CMOS 是给 iPhone 定制的,从 iPhone 6s 开始使用,到 iPhone 8 还在使用,不仅如此,在 iPad Pro 上也搭配了这颗 CMOS,但每年都会小改。1200 万像素,1/2.93" 感测器尺寸和 1.22 μm 单像素面积。

索尼 IMX333/345

除了给 iPhone 定制以外,三星也同样有 IMX333,这是给三星 Galaxy S8,Note8 使用的,1200 万像素,1/2.55" 的感测器面积以及 1.40 μm 单像素面积。而 IMX345 在这些参数上并没有什么不同,只是升级了 DRAM,让 S9/Note9 拥有了拍摄 960 帧慢动作的能力。

索尼 IMX350

这颗 2000 像素的 CMOS 主要是拥有像素四合一,提升画质的能力,主要用于双摄中的副摄,1/2.8" 的感测器尺寸和只有 1μ的单像素面积注定了它的命运。它是华为 P10 系列,Mate9 系列,OPPO R11,一加 5,魅族 15/16 的副摄。

一加 5 的双摄(右)

索尼 IMX363

2018 年的旗舰首选,和 IMX333 一样的配置,可以说是 IMX333 的外贸版本,小米的 MIX2S/3 小米 8/8SE,坚果 R1,vivo NEX 的主镜头都是这款。MX363 是 IMX362 的小改版 (增加 AI 技术),IMX362 则是 SONY 客制给三星 S7/Note7 的 IMX260 改型号拿去卖的公版。 三星 S8 系列 Note8 所使用的 IMX 333 是基于 IMX260 小改版,所以 IMX363 算是 SONY 为三星的 IMX 333 的公开版。

大的那个就是 IMX363

索尼 IMX378

虽然这颗 CMOS 并不算主流,但还是要拿出来说一下,为什么呢。因为一个拥有 1/2.3" 的大感测器面积,1.55 μm 大单像素面积的 1200 万像素 CMOS 在两款手机上有着截然不同的表现。说的就是小米 5S 和 Google Pixel 之间的差距。

对比 378,298 和 214

索尼 IMX380

基本参数和 IMX378 一样,现在用在华为 P20,魅族 15/16 上。

索尼 IMX386

这是在 2016 年 7 月份发布的 CMOS,但是在 2017 年我听 IMX386 耳朵都听出老茧了,小米的米 6,MIX2,MAX2,小米 Note3 魅族 MX6,Pro6Plus,荣耀 6X,摩托 Z2 Force,几乎全年都可以听到 IMX386。1200 百万像素,1/2.9,1.25μm 这三个参数已经决定了为什么这么多机型用它。

索尼 IMX519

OPPO 和一加的关系已如同父子,不说外观 ID 一样,连相机感测器都没有区别,OPPO 的 R15/R17,一加 6/6T 都采用这颗 CMOS,1600 万像素,1/2.6" 英寸的底,1.22 μm 的单位像素让这两款机子的相机表现平平淡淡。

索尼 IMX586

最新的索尼 CMOS 之一,IMX600 索尼华为不卖,怎么办,IMX586 诞生了,4800 万像素,1/2" 大感测器面积,以及 0.8μm(可以四合一)的单位像素,可以直接输出 4800 万像素,但是对光线要求很高,默认出片为 1200 万像素。现在在荣耀 V20,华为 Nova4(高配)以及红米 Mote7 Pro 上可以看到这颗 CMOS

索尼 IMX600

这是索尼,华为,芬研联合研制的一款 CMOS,目前只为华为专供,最早出现在大众眼前是在华为 P20Pro 上,一举屠榜 DXO 排名,IMX600 感测器的尺寸高达 1/1.7 英寸(目前市面上的 CMOS 都在 1/2.8 英寸左右)1μm 的单位像素(四合一以后就是 4μm)并且在专业模式中提供了 ISO 102400 的超高感光度。只搭载在了 Mate20Pro/20X/20 RS/RS,P20Pro 上。

中间的为 IMX600



总结

手机 CMOS 每年都在进步,一开始由于技术限制,无法把高像素,高感光度的 CMOS 驾驭住,但是到了 2018 年后,我们欣喜的看到了 IMX600,IMX586 这种愿意再次挑战高像素的 CMOS,IMX600 的完全性能还没有被挖掘出来,估计还要好好打磨。手机虽然不能完全代替相机和在专业领域,但是在大多数的场景中,手机摄影已经满足了大部分人的需求。现在 “AI” 加入让手机拍摄有了更加多元化的发展。至于采用相同 IMX 型号的手机的照相表现有落差,差异关键就是手机厂商本身对于相机软硬件的校调能力。

  • 文章为作者本人观点,不代表酷安立场



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