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除了像素 还有那些因素在影响手机拍照的画质

发布时间:2022-02-24 发布时间:
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  自14年开始智能手机成像画质都有赶超数码相机的趋势,尤其是弱光和夜景这些昔日被认为是智能机拍照痛点的场景。除了和光学防抖、大光圈引入有关,还和IMX系列传感器自身不断优化有莫大关系,从前照式、背照式再到堆栈式结构一步步提高弱光下曝光量。而近期引入的DTI画质增强技术则类似ISO Cell像素结构,在保证传感器曝光充足前提下,进一步提高画面整体纯净度,大幅抑制噪点的生成。除此以外,IMX系列传感器还引入了硬件HDR摄录、4K视频、相位对焦等功能。在介绍IMX传感器家族之前,我们先分享一些基本行业术语。

  前照式、背照式和堆栈式区别

  前照式(FSI,Frontside illumination)像素结构我们并不陌生,当年的诺基亚PureView 808正正就是采用了这种结构。众所周知,和后来采用背照式传感器的诺基亚Lumia 1020相比,同样是4100万像素,后者相比前者在传感器尺寸稍微缩小了的前提下,在弱光下表现相比诺基亚PureView 808更胜一筹。问题在于前照式传感器的线路部分遮挡了感光层从而削弱了进光量。

  背照式(BSI,Backside illumination)像素结构分支是Exmor R CMOS,也就是索尼家的背照式传感器,换句话说,OV(OmniVision)、三星和松下等传感器生产商也能够制造出自家的背照式传感器。背照式传感器并不是哪一家厂商的专利名词,但是Exmor R CMOS则是索尼家商标。

  堆栈式CMOS(Stacked CMOS)又名积层式CMOS,堆栈式像素结构分支是索尼Exmor RS CMOS,同理,堆栈式结构并不是索尼专用的,但是Exmor RS CMOS则是索尼家商标。首代Exmor RS CMOS传感器有三个型号:IMX135、IMX134和ISX014。在OPPO Find 5首发的堆栈式传感器采用的正是IMX135,OPPO Find 5也是全球首批采用堆栈式传感器的智能手机之一。

前照式、背照式和堆栈式传感器间区别

  简单总结一下从前照式到背照式,再到堆栈式结构三者之间,传感器内部究竟怎么变?我们简单地将CMOS传感器看作只有两层结构:电路层和像素层,前照式时候电路层基本上完全覆盖像素层,让弱光下和夜景表现十分差劲,像素层得不到充分的曝光。背照式时候将这两层结构互换了位置,像素层曝光更加充分,但是电路层还是有一部分电路元件占据了像素层位置。堆栈式结构进一步将这些“残余乱党”转移到电路层,最终实现电路层和像素层两层结构基本实现独立运营。堆栈式结构相比背照式结构,传感器里的像素点和电路是分开独立的,所以像素点部分可以进行更高的画质优化,电路部分亦可进行高性能优化。

  800万和2000万以上像素传感器演变过程

  前戏看完了,我们马上进入今天的高潮环节。先回顾一下近几年智能手机中的IMX传感器都出现了哪些主要型号。

这几年IMX系列传感器进化史


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