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拍照最牛手机之影像发展史——索尼CMOS传感器的演化汇总(上篇)

 猫豚湾 2023-06-10 发布于湖南

(一)IMX 1 系

1,IMX135

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2012年八月份,索尼推出了其首款堆栈式COMS图像传感器——IMX135。具体参数为:1/3.06英寸的CMOS大小,拥有1300万的有效像素和1.12微米的像素尺寸。

这可谓是公众视野中首款旗舰御用CMOS传感器——2012年底的由OPPO Find5首发。其它的代表机型还有2013年发布的索尼Xperia Z、三星 S4/Note3、小米3。

堆栈式(又名为“积层式”)技术是背照式技术的升级版,之前的背照式是将像素层上面的电路移至背部,这有两大好处——既能增大进光量提高画质又能扩大电路规模提高性能。

而这个堆栈式则进一步将像素层周围的电路移至背部并替代了基板,从而形成完整的“图像单元”和“逻辑单元”两层,这直接带来了三大优点——高像素化、小型化、高性能化。

2,IMX145

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从2011年十月份的iPhone4S开始,索尼开始为iPhone量身定制影像传感器。到2012年九月份的iPhone5,用的还是1/3.2英寸、800万像素、1.4微米的背照式传感器IMX145。

不过,到了2013年九月份的iPhone5S,这款传感器开始用上堆栈式技术。800万像素量虽然没变,但底变大了(1/2.94英寸),所以像素尺寸扩大至1.5微米。

2014年九月份发布的iPhone6系列,搭载的改进版IMX145也是一款重要产品,其开始加入相位对焦技术 (PDAF) ——这是索尼第一款支持相位对焦的COMS传感器。

其技术原理就是,通过在部分原本绿色滤光镜处设置掩蔽式像素(上图像素层亮绿色的点便是),专门用来进行相位检测,所以并不需要镜头反复移动来对焦,极大提升了对焦速度!

(二)IMX 2 系

1,IMX214

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IMX214实际上就是IMX135的升级款,也是相当经典的一代,在2014年可谓出尽了风头。

虽然参数依然是1/3.06英寸、1300万像素、1.12微米,但在结构和细节工艺上作了微调——适当减少了微透镜与感光二极管之间的距离。

从而具备更好的低光拍摄效果,同时还在视频录制方面增加了对4K视频拍摄的支持。

代表作有2014年的华为 Mate7/P7、小米4、一加1、OPPO Find7以及“一代而亡”的vivo Xshot。

2,IMX 220/230

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随着“One Sony”战略的推进,索尼开始为自家旗舰手机打造独享的“大法御用传感器”,所以从2013年的Xperia Z1开始到2014年的Z3,连续三代旗舰都使用了独享的IMX220。

这款传感器的参数非常夸张 (那个年代来说) :不仅底达到了1/2.3英寸的大小(与一般卡片式数码相机持平),还塞进了高达2070万的像素量,像素尺寸为1.2微米(底大的功劳)。

不过索尼为了物尽其用,当Xperia Z3继续沿用这款传感器之时,也开放给了友商使用(例如2014年九月份发布的魅族MX4)。

后面推出的IMX230是IMX220的升级版,参数为:1/2.4英寸,2100万像素,1.12微米,同时增加了对相位对焦的支持。2015年的魅族“神机”Pro5,就搭载了这款传感器。

3,IMX 234/240/260

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IMX234和IMX240的参数一致,皆为1/2.6英寸、1600万像素、1.12微米。

其中前者比较冷门,因为不支持相位对焦,代表机型为2015年的 LG G4。而后者则没有这个大短板,所以IMX240成为了三星S6系列的御用传感器。

至于IMX260,则相当于IMX240的升级版,参数为1/2.55英寸、1220万像素、1.4微米。

IMX260是索尼第一款支持双核对焦的CMOS传感器,所以其成为了当年三星旗舰手机的御用传感器,例如2016年的S7系列便是靠此“独门密器”,获得“夜视仪”称号。

4,IMX278

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这款传感器由2015年华为的P8首发,在当时引起了很大的关注。

参数为1/3.06英寸、1300万像素、1.12微米,可谓平平无奇。但依靠RGBW四色像素排列,其暗光拍摄体验有了一定的提升。

例如,由于进光量的提升,RGBW的信噪比较RGBG排列提高了17.5%。

5,IMX286

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2016年,在P9系列上,华为专门定制了一款主摄传感器——IMX286,参数升级为1/2.9英寸、1200万像素、1.25微米,同时还支持 RGB/Monochrome(彩色+黑白)架构。

这便是当年华为P9系列所说的“一颗摄像头记录色彩信息,一颗摄像头记录黑白信息”,其中主摄是彩色架构,进光量不变;而副摄则为黑白架构IMX mono,直接取消了CMOS上面的分色滤镜。

简单来说就是,副摄的进光量为主摄的数倍——可以有效提高像素细节!当时华为与徕卡正式牵手,P系列也是首次上后置双摄,这一系列的突破可谓是华为“手机影像征程”的起点!

6,IMX298

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这款在2015年由华为Mate8首发的传感器,参数为1/2.8英寸、1600万像素、1.12微米。

其特别之处在于,这是索尼首次将PDAF和RGBW进行了结合,同时还引进了“ 深槽隔离 (DTI) ”技术,综合性能相当不错。

因此它便成了2016年的国产旗舰手机标配,代表作有小米5、vivo Xplay5、一加3/3T。

(三)IMX 3 系

1,IMX 300/318

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2015年发布的索尼Xperia Z5 Premium,换上了全新的独享型号——IMX300,其参数为1/2.3英寸、2300万像素、1.08微米。若仅此而已就没啥特别的了,关键还有其它技术升级。

在这款传感器上,索尼将“反差式+相位对焦”的混合对焦方式,升级到预测式混合自动对焦,这能够大大提高对焦速度和准确度——对焦速度可达到0.03秒!

后来在2016年,索尼又推出了一款IMX300的“阉割版”——IMX318。在像素量方面两者一致,但是IMX318的底只有1/2.6英寸 (像素尺寸缩至1微米),锤子M1系列便采用了这款。

2,IMX315

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2015年九月份发布的iPhone6S系列,其主摄传感器的型号终于换了——这次是全新的IMX315,底的面积虽然没变,但像素量增加到了1200万(故像素尺寸缩至1.22微米)。

此外,这款传感器还引入了深槽隔离技术。之所以要引进这个技术,就是因为像素量的大幅提升;所以通过这个技术可以使得像素之间的隔离效果更好,从而起到降噪的作用。

这款传感器此后又被iPhone7系列的主摄所搭载,到了iPhone8系列(包括iPhoneX)虽然还是采用这款传感器,但在相位对焦性能和堆栈层键合工艺这两方面皆有所升级。

3,IMX 333/345

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IMX333是三星的定制版传感器,相当于IMX260的升级版,参数为1/2.55英寸、1220万像素、1.4微米,可以说是完全没变。

那么,这款到底升级了啥呢?原来这次主要是提升了多帧图像处理的性能。在2017年被大名鼎鼎的三星S8系列和Note8所采用。

到了2018年,三星又找索尼定制应用了最新技术 (三层堆栈式,加入了DRAM层) 的IMX345,并将其用在S9系列和Note9上。

这款传感器的参数与IMX333一致,但由于新技术的加持,所以其支持720P分辨率的960fps超级慢动作视频。

4,IMX350

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这款传感器的参数为1/2.78英寸、2000万像素、1.0微米,乍看之下平平无奇,结果它竟然成为了一款手机CIS界极其出名的“常青树”——生命期长达五年且为众多经典机型所采用!

其早在2016年就作为华为Mate9系列的副摄传感器,而为人们所熟知。后面2017年的P10系列和Mate10系列,以及2018年的P20系列,在各自的黑白镜头上,也搭载了这款传感器。

再往后,2018年的Mate20 Pro,2019年的P30 Pro,以及2020年的小米10至尊纪念版,在各自的超广角镜头上也可以看到其身影。其间它还被魅族的众多机型,用在长焦镜头上。

那么,它只能作为副摄传感器闻名于世吗?答案是否定的,因为2018年的荣耀8X和Nova4 (标配) 将其作为主摄传感器后,结合华为优秀的影像算法,也取得了不错的拍照口碑。

5,IMX 362/363

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这两款参数皆为1/2.55英寸、1220万像素、1.4微米,其中IMX362是三星定制款IMX260的“外卖版”——面向全手机市场,代表作为2017年的vivo Xplay6。

至于IMX363,则是三星定制款IMX333的“外卖版”,也就是说在多帧图像处理的性能上有所升级,所以它在2018年可谓大放异彩!从此双核对焦技术开始在国产安卓旗舰中普及开来。

将其用在主摄上的代表机型,主要有小米8系列、MIX2S,蓝厂的NEX(后面2019年iQOO的几款机型又接力采用)。从2020年到2022年,索尼的几款旗舰又将其用在超广角镜头上。

6,IMX 376/376K

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这两款参数皆为1/2.78英寸、2000万像素、1微米(支持“4合1”技术为2微米)。

前者为蓝厂和索尼联合开发的传感器,在2016年被X9系列用在前置双摄的主摄上,那句“照亮你的美”广告之自信正来源于此(有前置补光灯配合)。

后者被其他品牌的手机用在后置副摄上,代表作主要有一加 5T/6/6T、OPPO Find X。

7,IMX 378/380

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这个组合的参数1/2.3英寸、1230万像素、1.55微米,堪称顶流;可惜由于出的时间比较早所以没有双核对焦加持(只有相位对焦),不然就没有后面“362/363”组合什么事了。

前者的代表作为2016年的小米5S,在当时被盛赞为“暗夜之眼”!同年发布的Google Pixel系列(单摄吊打双摄系列),以及2017年发布的HTC U Ultra,也都采用了这款传感器。

而后者实际上就是前者的“马甲版”,而且因为被2018年的华为P20和Mate20所采用而名声大振!此外,小米的死对头魅族在2018年的几款旗舰上也有使用。

8,IMX386

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这款其实就是IMX286的“非定制版”——去掉了“RGB/Monochrome架构”。

主要参数依然是1/2.9英寸、1200万像素、1.25微米。此外,也同样和IMX286一样支持相位对焦,综合素质中等。

其在2016年由魅族MX6首发,2017年的“钉子户神机”小米6、MIX2也将其用在主摄上。

9,IMX398

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这款其实就是IMX298的升级版——新增支持双核对焦技术,是OPPO与索尼联合开发的传感器。

主要参数依然为1/2.8英寸、1600万像素、1.12微米。既然是绿厂定制的产品,那自然就是旗下手机在用。

例如2016年的OPPO R9s系列,2017年OPPO R11系列、OPPO R11s系列、一加5、一加5T。

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阶段总结:

IMX135(2013年)、IMX214(2014年)、IMX230(2015年)、IMX298(2016年)、IMX362(2017年)、IMX363(2018年),分别代表了国产安卓旗舰影像配置的演化方向。

至于索尼,在最新技术上基本是第一个吃螃蟹的;而苹果和三星则是“定制化”的先驱,在综合性能上可谓傲视群雄。其间的2016年,华为开始学习三星和苹果的定制策略,为自家移动影像赋能。

往后,国产厂商将迎来“定制化”的大潮,而华为也将在这条移动影像的拍照赛道上开始反超三星和苹果。接下来的中篇和下篇(还没完成),将继续勾勒出这段移动影像史的轮廓。

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END

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