7年之乱:索尼IMX堆栈式传感器产品线梳理

这几年,智能手机摄影效果突飞猛进,很大水平上要归功于应用于智能手机上的影像传感器(CMOS)手艺的提高,这是智能手机“摄影之魂”。而谈到手机上的CMOS感光元件,信赖人人最先想到的索尼的IMX系列。只管现在市面上另有豪威(OV)、三星(ISOCELL)等竞争者,而且三星这两年生长很快,但论市场占有率,现在索尼是有绝对优势的。

不外,索尼的图像传感器虽然口碑很好,但不得不说他们旗下的产物实在是又多又乱,信赖许多IT之家小伙伴在谈到索尼IMX某个详细型号的传感器时往往是一脸懵。今天IT之家小编汐元就为人人做一个梳理,希望能辅助人人更好的掌握索尼IMX图像传感器产物线到底是怎么一回事。

一、索尼的IMX图像传感器靠山

准确来说,现在我们手机上用的索尼影像传感器,都属于索尼Exmor传感器产物系列。Exmor R是第一代,为背照式传感器系列,是索尼在2008年6月11日公布的。现在它们在智能手机上已经险些销声匿迹,以是不是本文先容的重点。

2014年11月,索尼宣布新型Exmor RS客栈式传感器系列商品化。汐元主要为人人梳理这个系列的产物。至于“IMX ###”是Exmor详细单个产物的命名方式。这里为了利便,就统一接纳“IMX系列”这种说法了。

二、领会一些常见的手艺名词

在详细先容索尼IMX传感器产物线之前,汐元需要先以尽可能少的篇幅为人人回首一下本文可能涉及到的手机摄影和传感器相关的常见手艺名词。

背照式传感器:背照式是相对于传统CMOS前照式而言的。传统CMOS在感光元件的感光层前面有一排金属电路,光线要先通过金属排线电路才气到达感光层,这就影响了透光率,甚至造成像素滋扰。而背照式传感器的意思就是将这层金属电路层移到了感光层后面以解决上述问题,从而提高光线利用率。

客栈式传感器:客栈式传感器是对背照式结构的改善。背照式中的感光层原来也是有电路的而且和后面的电路层相连,客栈式就是将感光层的像素部门进一步自力出来,将其中的电路层挪至下方替换原有的支持基板,这就进一步提高了感光层的利用率,可以容纳更多的像素,也可以让电路层使用更先进的工艺。

PDAF相位对焦:是指感光元件上预留出一些遮蔽像素点,专门用来举行相位检测,通过像素之间的距离及其转变等来决议对焦的偏移值从而实现比传统反差对焦更准确更快速的对焦。

双像素对焦:是基于PDAF改善的手艺,将每个子像素一分为二,每个像素一半用来吸收被摄物体图像信息,一半用来侦测卖力对焦的相位差像素,从而让所有像素点都可以侦测相位差对焦,从而解决PDAF暗光或夜拍对焦慢的问题。

四像素合一:即在传统的RGBG拜耳像素阵列上举行改善,将四个同色的RGBG像素排列在一起,形成一个大的RGBG像素阵列,从而提高感光能力。

三、索尼Exmor RS系列主要CMOS梳理

上述这些手艺名词在后文我们或多或少都市提及,而在回首了这些名词后,接下来小编汐元就为人人简略清点一下索尼Exmor RS系列客栈式传感器从公布到现在的一些主要产物。这里我们划分为两部门:

第一部门是对Exmor RS系列IMX传感器从降生至今主要传感器产物的整理,以表格形式展示给人人。

第二部门是根据IMX1系、2系、3系……的顺序对差异数字序列的型号的产物举行简朴先容。由于产物太多,汐元在先容的时刻会接纳有详有略的方式。

下面是第一部门,如下图所示。

这张表格是汐元从IT之家以及全网已往的资料中整理出来的,产物许多,现实整理的时间也足足花了一天。或许仍然不全,但应该涵盖了绝大部门的Exmor RS传感器产物。

同时汐元还将这些产物的相互前后裔关系举行了梳理,同样以表格的方式泛起,有些产物具有前后裔的延续关系,有些产物现在则是对照伶仃的。注重,表格中将一些产物的定制版和公然发售版(马甲版)未予区分,统一算作前后裔的关系。

从这个表格上我们大致可以归纳出以下几点:

  • Exmor RS传感器产物型号是根据IMX1##、IMX2##、IMX3##……的数字顺序向后延续的,也就是所谓的1系、2系、3系……

  • 差异数字系列通常隔1-2年会升级一次。

  • 每个数字系列产物的后两位数字和产物定位没有显著纪律。

  • 从时间上看,差异数字序列的产物公布有交织的情形。例如索尼在2015年已经有IMX3系产物公布,然则到2016年IMX2系产物仍然有新品推出。

  • 图像传感器性能总体来说是随着时间的推移而不断提高的。然则性能和产物型号的数字并没有直接关系。

总结出这些点后,接下来我们一起看看Exmor RS系列产物这些年的进化之路吧。

1、Exmor RS IMX1系

索尼Exmor RS系列客栈式传感器虽然是2014年11月宣布商品化,然则其实在2012年8月,索尼即已推出了IMX135、IMX134和ISX014三款客栈式图像传感器。以是他们三个也是全球第一批索尼客栈式影像传感器了。其中IMX135和IMX134在那时即已经搭载了“RGBW”手艺,就是将原来RGBG的子像素排列中的一个绿色像素替换成了白色像素,可以改善灵敏度并提高弱光成像质量。

从IMX145最先,索尼最先为iPhone量身定制影像传感器,iPhone 4s、iPhone 5和iPhone 5c均使用了索尼IMX145。而索尼在2014年推出的改善版IMX145也是一款主要产物,这款CMOS加入了对相位对焦手艺的支持,也可以说是索尼第一款支持相位对焦手艺的产物,正因如此,有许多声音展望昔时的iPhone6、iPhone6 Plus使用的就是这款PDAF版的索尼IMX145传感器。

2、Exmor RS IMX2系

从索尼Xperia Z1最先到Xperia Z3,索尼延续三代都使用了自家独享的IMX220传感器,以是IMX2系传感器基本上也就是始于2013年。这款传感器的2070万像素值在那时是异常惊人的,CMOS尺寸也到达了1/2.3英寸。不外厥后索尼也将IMX220开放给其他厂商使用,例如魅族在MX4中就使用了这款传感器。

在2014年前后,另有一款很具人气的2系传感器,就是IMX214,这是IMX135的升级型号,在基本参数上和IMX135相差不大,然则在结构和细节工艺上作了微调,令IMX214具备更好的低光拍摄效果。昔时OPPO Find 7、小米4、荣耀6等多款热门旗舰手机都用了这款CMOS。

IMX230是IMX220的升级版,在基础参数上有所微调,重点是增加了PDAF的支持。

另外另有两款在那时对照冷门的CMOS,分别是IMX234和240,两者在参数上险些一致,推出的时间也对照靠近,汐元估量IMX240是为三星S6定制的改善产物。由于在次年的三星S7系列和Note7上,也是接纳了索尼定制的产物,为IMX260。

IMX260相当于IMX240的改善款,这款CMOS让三星S7系列昔时在摄影上大放异彩,它也是索尼第一款支持双核对焦的手机CMOS。

索尼IMX2系另有一款对照怪异的传感器即IMX278,这是一款接纳RGBW四色像素排列的传感器,昔时在华为P8上使用引起了很大的关注。不外只管如此,IMX278的整体参数设置却并不是很精彩。

次年,也就是2016年,在华为P9系列上,则用上了另一款定制产物——IMX286,IMX286在各项参数上在那时都有足够的优势,同时支持RGB/Monochrome(彩色+是非)架构,也就是昔时华为P9所说的一颗摄像头纪录色彩信息,一颗摄像头纪录是非信息。IMX286在昔时华为P9和徕卡互助的摄影阵容中也成了旗舰影像处置器的代表。

IMX2系列要先容的最后一款产物是IMX298,其首发搭载于华为Mate 8,这款CMOS的基本参数对照一样平常,然则在这款CMOS上索尼首次将PDAF和RGBW举行了连系,综合性能也照样不错的。另外值得注重的是,IMX298虽然数字最大,但它并非2系最后一款CMOS,最后一款2系CMOS应该是上面说到的IMX286。

3、Exmor RS IMX3系

从Z1到Z3延续三代使用IMX220后,索尼在Xperia Z5上终于换上了IMX300,而且也是独占,而且也是连用了好几代,至少后面Xperia X Performance和索尼Xperia XZ都沿用了IMX300。IMX300的有用像素到达2300万,那些年索尼飚像素的名声不是吹的。在IMX300上,索尼还将反差式+相位对焦的夹杂对焦方式升级到展望式夹杂自动对焦,能够大大提高对焦速率和准确度,对焦速率可到达0.03秒,也是昔时一大看点。

2016年2月推出的IMX318是那时索尼手机之外少有的高像素3系CMOS,厥后首发于华硕ZenFone 3 Deluxe,再厥后锤子M1/M1L上也使用了这款CMOS。

IMX333是用于三星Galaxy S8和Note8系列的定制版CMOS,它和一年前的IMX260并没有太大的差异,主要提升在多帧图像处置上,可以理解为IMX260的小幅升级版。

到2016年,智能手机双摄风潮逐渐起来,手机上使用的传感器搭配也逐渐庞大,这段时间正好是索尼3系传感器的主要推出时间,以是3系热门的产物在数目上也是对照多的。例如IMX350、IMX351、IMX376K等就经常被手机厂商用作双摄像头的副摄。

IMX376和IMX376K只相差了一个K,不外前者是vivo与索尼团结开发的一款CMOS传感器,曾被vivo用于vivo X9的前置摄像头中,也就是vivo那句“照亮你的美”的自信泉源。

2016年,索尼还推出了一款IMX386感光元件,首发于魅族MX6手机,是IMX286的升级版,性能精彩,厥后也被应用于小米6和小米Max 2等手机中。

索尼在2016年9月推出的IMX378是一款有着精彩性能的传感器,由于它拥有那时索尼Exmor RS CMOS中险些最大的传感器尺寸(1/2.29)和单元像素尺寸(1.55μm),昔时这款传感器在小米5S和Google Pixel手机中的应用令这两款手机的摄影显示跻身年度最佳的行列。

除了IMX378在2016年到2017年间另有一款传感器在旗舰手机领域也有着主要应用,就是IMX362,它有着1/2.55英寸的尺寸巨细以及1.4μm的单元像素尺寸,2017年的Google Pixel 2、努比亚Z17、vivo Xplay 6和HTC U11,此外另有不少中端手机也搭载了这款CMOS,例如魅族M15、魅蓝Note 6等。

而IMX362的升级版IMX363在2018年也属于人气CMOS,它的焦点参数和IMX362相差无几,甚至应用计谋上都很相似,你既可以在小米8、vivo Nex这样的旗舰手机中看到它,也可以在坚果Pro 2S和诺基亚X7这样的中端手机中找到他的身影。事实上,随着智能手机市场竞争的加剧以及摄影功效主要性的凸显,将高端传感器应用在中端手机产物上对于手机厂商来说并不是什么少见的操作。

不外2018年更出风头的CMOS应该是IMX380,IT之家小伙伴们信赖还记得去年华为P20系列手机在摄影领域风景无俩的气焰,没错,华为P20主摄搭载的就是这枚IMX380 CMOS。IMX380是IMX378的升级版,其基础设置和IMX378险些一样,性能壮大,而且不独占。IMX380后面也用于魅族15手机中。

3系这部门最后再说一款定制CMOS,即公布于2016年1月、和OPPO互助研发的IMX398,也就是IMX298的升级版,主要在对焦及画质方面做出改变,对焦速率会更快,暗光条件下噪点控制更好,画面色彩显示更好、清晰度更高。

4、Exmor RS IMX4系

只管Exmor RS IMX3系的产物延续到了2018年,但4系产物在2017年头即已推出,第一款就是搭载在Xperia XZ Premium上的IMX400。索尼在自家Xperia旗舰手机上使用的影像传感器都是不惜使用最好的手艺的,IMX400上也不破例,除了精彩的基础参数,它最大的看点是在像素层和电路层之间新加入了DRAM层(动态随机存储单元),这一部门在整个CMOS模组当中充当缓存角色,用于存储像素层获取到的图像信息,因此大幅提升了传感器处置数据的速率。在这一手艺的加持下,IMX400拥有能够捕捉高速运动中的物体的最小失真度的静止图像以及超级慢动作视频拍摄的功效。可以说,IMX400和IMX300以及IMX220同出一系,都是索尼用在自家旗舰手机上的“御用”CMOS系列。

2018年2月面世的IMX486是IMX386的延续,而这一系列从IMX286最先焦点参数就没有太大的更改,以是到2018年,只管IMX486仍然会被像小米6X等不少热门手机接纳,但存在感并不高。

相对来说更主要的是IMX498 CMOS,那时荣耀10,荣耀V10,荣耀Magic2三款手机上都使用了这款CMOS,成为许多网友讥讽的工具。固然,网友讥讽的不是IMX498自己,不外IMX498的整体性能在最后一款荣耀Magic2上市的2018年12月确实是有些落伍了。从参数上看,它更像是IMX398的马甲版。

5、Exmor RS IMX5系

索尼IMX5系影像传感器主要从2018年最先沿用至今。首先我们要说的就是去年2月推出的IMX519,这颗CMOS在OPPO R15上首发,也是OPPO和索尼互助研发的产物,相较于两者团结研发的上一款产物IMX398,IMX519在传感器尺寸和单元像素尺寸上都获得了提升,其中传感器尺寸从原来1/2.8英寸提升至1/2.6英寸(提升了约7.7%),单个像素面积由1.12μm提升至1.22μm(提升约18.7%),同时,IMX519的采样帧率从上一代旗舰传感器IMX398原来的30fps提升至60fps(提升100%)。严格来说,IMX519,可以说是IMX398的后裔产物。

IMX5系另有两款中端产物,分别是IMX550、IMX576,两者基本参数靠近,主要被厂商们用作前置摄像头或者后者摄像头的副摄像头,以是人人可以看到,现在IMX#50、IMX#76这系列型号的产物都是性能偏低的中端产物。

要说IMX5系的明星产物,无疑就是IMX586了,信赖常逛IT之家的小伙伴对它都不会生疏。这款CMOS拥有4800万的超高像素,同时接纳了“Quad Bayer”4像素同色滤色器,在暗光的拍摄条件下,IMX586可将4个同色像素相邻排布,以到达相当于1200万像素、单个像素尺寸1.6μm的CMOS的拍摄效果,实现单个像素采光能力的有用提升,进而到达削减噪点的目的。正因如此,许多人以为IMX586是华为P20 Pro独占的那款IMX600传感器的“外售版”,从性能上来看,IMX586尚不及IMX600,但也绝对是2018年索尼Exmor RS CMOS的旗舰产物了。不外有意思的是,IMX586既泛起在小米9、OPPO Reno十倍变焦版这样的绝对旗舰手机上,也被用在了红米Note7 Pro这样的千元机上,也是一个异景了。

客观上这也提醒我们,用手机的产物定位来判断它使用的CMOS的性能定位,你可能会获得错误的结论。

另有一款和IMX586师出同门的产物——IMX582,IMX582相比IMX586焦点参数基本一样,只是阉割了视频录制的帧率,从4K60fps降级到4K30fps,这款CMOS被用在Redmi K20上。

6、Exmor RS IMX6系

现在,索尼已经公布的Exmor RS IMX6系产物不多,且均是高端旗舰产物,而且似乎被华为承包了。主要有两款,其一是适才提到的IMX600,为去年华为P20 Pro和华为Mate20 Pro独占。它是华为和索尼团结打造的,可以说奠基了华为在手机摄影方面的领军职位,其最突出的特点是拥有1/1.7英寸的超大传感器尺寸,而且能够直出4000万像素的照片(分辨率7296 x 6472),不外此时的单元像素尺寸只有0.9μm。

固然,IMX600也支持四像素合一手艺,可拍摄1000万像素(分辨率3648 x 2736)照片,到达1.8μm等效单元像素尺寸,在光线条件不理想时带来了顶级显示。

至于今年在华为P30 Pro上使用的IMX 650是IMX600的升级版,两者参数差距不大,单元像素尺寸有些许提高。IMX650现在也仍然处于独占状态,预计也会在今年的Mate 30 Pro手机上使用。

四、总结

1、性能若何排序?底大是硬道理

从上面的梳理可以看出,整体来说IMX系列传感器的性能是随着时间的推移逐步提升的,而且笼统地说“从1系到2系到3系等等一直到6系,性能逐渐增强”也没有问题。然则若何对这些产物举行更正确一些的性能排序呢?我们需要找一个焦点的参数尺度。

影响一款传感器性能的参数是多样的,但无疑所有因素中,“传感器尺寸”应该是影响最大、也是最主要的,究竟俗话说,“底大一级压死人”,CMOS的底有多大,对性能有直接的影响。

以是汐元将上述整理的CMOS产物型号根据传感器尺寸为尺度参数举行重新排序,可以作为人人比对某款CMOS性能的参考。如下图:

IT之家这里需要提醒人人的是,这张排名的表格只是作为参考。由于影响CMOS性能的另有许多其他因素,差异消费者关注的点可能也差异,可能A更体贴夜间纯净度,B更关注像素剖析力,人人需要连系自己的关注点来判断。

2、定制化是趋势

在梳理中我们发现索尼和智能手机厂商团结,针对智能手机团结定制影像传感器的趋势也越来越显著。这些定制化产物至少包罗一种、而且不限于以下特点:

  • 独占;

  • 每款定制的产物也有后裔,逐渐形成自己的产物线系列;

  • 集双方之力,包罗更多手艺创新;

  • 通常泛起在有一定市场影响力的手机大厂旗舰产物中。

而从影响的角度讲,这些定制CMOS一方面让IMX传感器的性能可以最大水平的施展,让手机获得更好的摄影效果。但另一方面也让IMX传感器的产物线加倍庞大。

最后,汐元需要提醒人人的是,智能手机的摄影效果取决于多方面的因素,CMOS的性能虽然很主要,但不是唯一因素,一款手机并非用了性能高的CMOS就能有更好的摄影效果,统一款CMOS在差异的手机产物中也可能有差异的摄影显示,以是在现实选购手机的时刻,我们也需要从多个角度来判断这款手机的摄影能力,制止“唯CMOS论”。

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