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| 本文作者： maomaobear | 2015-02-06 16:45 |
現(xiàn)在，主流手機(jī)的攝像頭都已經(jīng)達(dá)到1300萬像素了，單位像素面積在1.06um左右。因?yàn)槭謾C(jī)厚度的限制，CMOS廠商已經(jīng)很難繼續(xù)加大手機(jī)攝像頭的CMOS，而這就限制了手機(jī)的畫質(zhì)。
在CMOS面積有限的情況下，如果追求高的像素的數(shù)，單位像素的面積就會(huì)變小，弱光下就表現(xiàn)就不會(huì)太好。表現(xiàn)出來的最大特征，就是照片噪點(diǎn)多，畫質(zhì)嚴(yán)重下降。
雖然現(xiàn)在有背照式CMOS，堆棧式CMOS，努力提高感光元件的面積利用率，但是技術(shù)總有其極限。目前單位像素做到1.06um已經(jīng)開始影響畫質(zhì)，要想繼續(xù)縮小，顯然難以為繼。
于是，手機(jī)廠商想其他辦法來改進(jìn)畫質(zhì)，譬如華為和酷派搞的雙攝像頭。而上游廠商也在思考如何進(jìn)一步提升畫質(zhì)，索尼最近拿出的IMX233CLJ Exmor RS傳感器，從某種意義上說，是可以代表未來方向的。
我們先來看一下IMX233CLJ Exmor CMOS的官方參數(shù)
1/2.3英寸（7.83mm對角線）1616萬像素背照式彩色傳感器
背照堆砌式CMOS傳感器結(jié)構(gòu)+背部削薄80%+銅接線層
3280（橫）x2464（豎）x2=1616萬像素
1.39um x 1.39um 單元像素尺寸
靈敏度度2174digit./3741digit.（相當(dāng)于532mV /915mV）[平均高于IMX183CQJ]
Q67模式全取樣 1616萬像素 12bit 30fps
拜耳陣列取樣 808萬像素 10bit 72fps
9bit模式下 FHD 300fps / HD 600fps
時(shí)差像素矩陣拍攝 最高3228萬像素
時(shí)差像素矩陣視頻 6.5K分辨率 24fps 10bit
雙區(qū)域曝光攝影 動(dòng)態(tài)范圍高于15檔
這些參數(shù)看起來有些專業(yè)，讓人摸不著頭腦。我們來一一做個(gè)解釋。
首先，我們來看一下單位像素面積，1.39um是一個(gè)比較平衡的數(shù)字。蘋果的攝像頭做到1.4um以后，就不再往下做了。雖然理論上更大的CMOS單位像素面積可以提升畫質(zhì)，但是事實(shí)證明，HTC搞得2.0um并沒有帶來多少提升
索尼曾經(jīng)做到過1.06um，但是現(xiàn)在又回到1.39um，這個(gè)大小兼顧了畫質(zhì)和像素?cái)?shù)。
從像素計(jì)算，3280（橫）x2464（豎）應(yīng)該是800萬像素的水平，但是IMX233CLJ Exmor RS還有一個(gè)2倍，這是怎么回事呢？
我們用的CMOS其實(shí)是單色的，在單色的CMOS上覆蓋了紅藍(lán)綠，三種顏色的濾色片，三種顏色組合起來，變成我們看到的五顏六色。
大多數(shù)CMOS排列這三種濾色片，采用拜爾排列（一個(gè)小方格一個(gè)小方格的排列），然后通過三種濾色片背后的感光數(shù)據(jù)，猜測每個(gè)單位像素的顏色。
而這塊IMX233CLJ Exmor RS革命性的使用了一種Q67排列，新的成像器件濾色片排列方式與拜爾濾色片的最大差別是圖形旋轉(zhuǎn)了45度，全部像素排列由正交變?yōu)樾苯?，但G像素的排列由拜爾濾色片的斜交變成了正交，R和B像素排列則變成了斜交。由此帶來的變化是像素利用率由拜爾濾色片的33.3%提高到了67%，用兩倍像素密度實(shí)現(xiàn)了拜爾濾色片四倍像素密度才能達(dá)到的分辨率。
所以，這里就有了一個(gè)2倍，808萬像素變成了1616萬像素。
Q67排列還有一個(gè)好處是每個(gè)像素點(diǎn)包含紅藍(lán)綠信息更多，猜顏色也會(huì)比拜爾排列更準(zhǔn)。
按照官方參數(shù)，IMX233CLJ Exmor RS的靈敏度平均高于1寸的IMX183CQJ。
要知道，CMOS是底大一級(jí)壓死人，1/2.3寸的CMOS怎么可能比1寸的還好？
這要感謝新工藝的應(yīng)用，IMX233CLJ Exmor RS的內(nèi)部連接層由傳統(tǒng)CMOS的鋁改為銅，這使連接層的厚度減小，同時(shí)有效提高了靈敏度和寬容度。在CPU上，Intel的銅互聯(lián)工藝已經(jīng)用了快10年了，而在CMOS上還是新技術(shù)。
這種工藝還幫助IMX233CLJ Exmor RS削薄了80%的厚度，有利于其裝載在比較薄的智能手機(jī)之中。
要知道，1寸的IMX183CQJ是目前很多高價(jià)微單用的CMOS，而通過技術(shù)進(jìn)步，未來手機(jī)中能用的CMOS會(huì)比現(xiàn)在的微單畫質(zhì)更好，這將是一個(gè)巨大的提升。
IMX233CLJ Exmor RS按照Q67排列計(jì)算的像素?cái)?shù)是1616萬，但是它卻支持3228萬像素的照片。
這就是超像素技術(shù)，其實(shí)這種技術(shù)在手機(jī)上最先應(yīng)用是中國的OPPO，OPPO Find7用1300萬的CMOS出了5000萬像素的圖。
原理是利用處理器的運(yùn)算性能，瞬間拍攝多張照片，合成為一張，因?yàn)槎啻纹毓獾扔诙啻卫昧薈MOS面積，出來的照片畫質(zhì)非常不錯(cuò)。
在OPPO N3上面，1600萬攝像頭出來的超像素圖已經(jīng)可以媲美真實(shí)3800萬像素的諾基亞808。
索尼IMX233CLJ Exmor RS支持超像素的照片，而且還支持超像素的視頻，6.5K分辨率的視頻已經(jīng)達(dá)到專業(yè)拍攝的水平，超過了消費(fèi)級(jí)別的4K。
其實(shí)，這也是把多幀合成一幀，808萬像素能拍72幀，三幀合成一幀，6.5K的分辨率就出來了，清晰度超凡脫俗。
從iPhone4開始，索尼的CMOS就是高端智能手機(jī)的標(biāo)配，而這次索尼的新一代CMOS也會(huì)很快出現(xiàn)在我們未來的智能手機(jī)上。
由于索尼這次技術(shù)的大躍進(jìn)，我們智能手機(jī)拍照的畫質(zhì)也將有非常大的提升。
正常拍攝，畫質(zhì)超過目前的微單；
超像素拍攝，畫質(zhì)超過目前的正規(guī)單反；（雷鋒網(wǎng)編者按：超像素拍攝技術(shù)本身，是存在局限性的。多張疊加的算法，決定了在拍攝運(yùn)動(dòng)畫面，或者手持拍攝晃動(dòng)劇烈時(shí)，畫質(zhì)不但不能提升，還會(huì)有很大的衰減。但在拍攝固定場景，拍攝設(shè)備相對穩(wěn)定，且光線充足，光線變化不大或變化緩慢的前提下，達(dá)到入門級(jí)單反的畫質(zhì)水平，是可能成立的。）
色彩超過普通的手機(jī)，相機(jī)，接近真實(shí)RGB的適馬相機(jī)；
視頻拍攝做到6.5K分辨率的專業(yè)級(jí)；
日常拍攝，可以用20倍慢動(dòng)作（720P分辨率下）拍攝運(yùn)動(dòng)場景。
手機(jī)厚底比OPPO N3薄，可以做到iPhone的水平，這不就是我們夢想中的手機(jī)攝像頭嗎？
未來很美好……我們已經(jīng)迫不及待。
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