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淺談手機相機黑科技~Sony Mobile CMOS感光元件

這幾年手機照相技術進化一日千里,越來越多旗艦手機拍出來照片媲美單眼相機,讓人驚艷。手機相機技術進化的關鍵,除了各手機業者在相機軟硬體校調投入不少研發資源外,SONY CMOS感光元件技術進化是不少手機業者標榜相機黑科技的幕後功臣。SONY 手機用CMOS感光元件型號非常多,2013年迄今推出超過30多款手機用CMOS感光元件,其中PDAF相位差對焦技術、全像素雙核對焦、內建OIS、支援960fp慢速攝影、內建 DRAM 層的三層堆疊式技術..背後都是由SONY手機感光元件所擘劃出的劃時代的g手機相機技術。

SONY CMOS感光元件型號代表什麼意思呢? 規格與功能有何差異呢? 型號越大、上市日期越晚越強大嗎? 以下淺談一下SONY CMOS感光元件的規格與性能差別:

圖片來源: 網路

 

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1.什麼是CMOS:

CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互補性氧化金屬半導體)是可記錄光線變化的半導體。CMOS感光元件採非交織掃描,感光度一般在6到15Lux的範圍內,感測器感光度與產生的噪點都遜於CCD(Charge Coupled Device ,感光耦合元件),但CMOS在價格比CCD更加的優惠且在製作工藝上沒有CCD那麼複雜,所以手機相機的感光元件都是採用CMOS居多。

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CMOS 面積越大,會直接提升收集光的能力,夜拍效果會比較好。當 CMOS 內的像素越多,每個像素分到的CMOS 面積就會減少。

μm 是每一個像素的大小單位,數字越大,代表每個像素的面積更大,收集光的能力就會上升,夜拍效果會變強,不過就需要犧牲高像素的賣點。過去HTC 推出每一個像素都達到 2 μm的 UltraPixel相機,比蘋果的 iPhone 5s 的1.5μm 更大,但相機像素只有 430 萬有效像素,讓人詬病。由於手機仍著重輕巧設計,為控制手機的厚度,μm大小與相機像素大小往往必須有所抉擇 。

 

2.SONY的Mobile CMOS家族:

隨著智慧型手機相機功能性能提升,Mobile CMOS影像感測器成了很賺錢的半導體產品,根據調查Sony 的 CMOS 市占率達 46%,比排名第 2 的三星19%高出許多。這幾年各手機業者推出的旗艦手機所標榜的相機黑科技,其技術幕後功臣通常都是拜Sony Mobile CMOS所賜,不少手機業者也以標榜使用SONY新一代CMOS感光元件作為行銷訴求。

 

SONY Mobile CMOS家族都是以IMX為首的型號,由於Sony CMOS感光元件的發展策略除了少數旗艦級的CMOS (如IMX300/ IMX400)不外賣外,多數CMOS感光元件是可以外賣的,甚至還會針對特定手機業者量身訂做專屬的CMOS型號,所以讓SONY感光元件的型號數相當多。SONY 自 2012 年 8 月 發布了 Exmor RS CMOS(背光+堆疊)以來,所推出Exmor RS CMOS 產品至少超過30多個型號。

▲以上規格參考自維基百科僅供參考, 實際規格以SONY公告資訊為準

 

SONY Mobile CMOS之所以受到多數中高階手機業者青睞,除了SONY 多數CMOS可以外賣外,主要是Sony將不少原本用在單眼相機感光元件技術導入Mobile CMOS上, 支援PADF對焦、全像素雙核對焦、黑白+彩色雙攝、光學+電子雙防抖、提供每秒處理 960fps 的三層圖像 CMOS(CMOS +模擬邏輯+DRAM),這些相機黑科技的背後黑手其實都是SONY。

 

其中,最新三層圖像 CMOS(CMOS +模擬邏輯+DRAM)商業化產品目前只有SONY與Samsung可以提供。

 

SONY IMX不同型號的CMOS,支援不同相機像素(800萬~4800萬)。在CMOS尺寸上,由於手機設計相較於相機必須著重輕薄的設計要求,為避免手機過厚或造成相機鏡頭突起,SONY主流 Mobile 相機 感光元件的尺寸一直保持在 1/2.3 ~1/2.93 英寸之間。

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SONY Mobile CMOS IMX型號越大、越新推出的,就是最好的嗎? 答案是否定的。

SONY Mobile CMOS的 IMX型號數字只是一個流水號,數字越大並不大表該CMOS規格越好。以中國品牌手機近年來最愛的IMX386,型號數字雖然很大,但其技術乃沿襲自規格有些落後的IMX286,只是在「IMX286」的基礎上加上了相當普及的PDAF相位對焦技術,但本身的像素面積非常普通(1.25μm),評價是不如IMX 240及IMX 260及其延續機型。

 

再者,SONY常把風評很好的客製版CMOS型號把型號數字變大就成了開放外賣的公版型號,數字雖大或是推出時間較晚,但其實是一樣的產品。換言之,要評判哪個CMOS規格比較好,要以該CMOS是屬於哪個系列產品,同系列產品中越新推出的CMOS通常會比前一代略好。

以最近vivo NEX主相機標榜使用SONY IMX363與oppo FIND X主相機使用IMX 519為例, IMX 519型號比IMX 363大且推出時間較晚,相機像素1600萬比較高,所以比較好嗎? 根據12位3C部落格”評測結果“,多數都認為vivo NEX主相機勝過oppo Find X!

 

為何IMX 519會輸給IMX 363?

IMX363是IMX362的小改版(增加AI技術),IMX362則是SONY客製給三星S7/Note7的IMX260改型號拿去外賣的公版。三星部分S8/S8+/Note8所使用的IMX 333是基於 IMX260小改版,所以IMX363算是SONY為三星客製的IMX 333的外賣版。

這個CMOS系列除像素、CMOS面積、單位像素都是一致外,最重要的是都是具備全像素雙核對焦技術。

 

IMX 519則是基於IMX 240(PDAF對焦技術)的進階版,多了支援60FPS視頻拍攝(可能加入DRAM)的新版本。IMX 240是SONY幫Sasmung S6系列客製的CMOS,雖然相機畫素較高(1600萬 VS 1220萬),但規格等級上是遜於IMX 363的前輩IMX260。

 

IMX 519雖然在相機像素與支援60FPS視頻拍攝功能贏過IMX362,但IMX 363的CMOS面積較大且採用全像素雙核對焦技術,相片畫面的純淨度、夜拍的亮度和噪點表現都會比較好。是故, IMX 363在拍照上會略勝一籌,IMX 519則是在視頻攝影應支援60FPS規格可以擁有更高分辨率。整體而言,就實用角度,IMX 363優於IMX 519。

 

目前SONY最好的Mobile CMOS是哪個? 一般公認是SONY不外賣的IMX 400及由Huawei、Sony 及芬研歷時兩年共同研發出來IMX 600。這兩顆感光元件都是近期讓人為之一亮的相機黑科技,不過IMX 400的優勢是視頻拍攝,若只論照片拍照效果並不一定比IMX345/333/363好!

 

要判斷哪個SONY CMOS好,簡單的方式就是看哪些手機型號使用哪個IMX型號,手機相機的風評越好就代表該CMOS型號比較好。至於採用相同IMX型號的手機的照相表現有落差,差異關鍵就是手機廠商本身對於相機軟硬體的校調能力以及手機本身的相機 UI 互動與螢幕顯示效果。

再者,手機拍照好不好,最終還是要看拍照的人或是拍照的人喜歡什麼風格。對於攝影師而言,偏向真實,但對愛拍”照騙”的人而言卻偏愛可以遮掩缺點的美顏照。雖然手機業者都窮極努力把系統相機所提供的美顏算法弄得夠好,但依舊不敵美圖秀秀的”照騙”好 。XD!