IMX363/IMX400/IMX378/IMX586等索尼主流圖像傳感器型號對比分析

2019-01-30 13:46:20 來源:ofweek
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手機相機系統由鏡頭、傳感器、光圈和ISP(圖像信號處理器,一般集成在SoC中)等部件構成,結合軟件算法,這幾點的優劣基本決定一部手機的拍照性能。硬件方面,由于體積和成本限制,手機的鏡頭和光圈并玩不出什么花樣,所以傳感器的重要性就更加突出。出于成本、產品定位和外形設計(攝像頭突起)的考慮,手機廠商會在不同機型上使用不同的圖像傳感器。本文將會給大家介紹一下主流傳感器的參數,參數對成像的影響,以及都被哪些手機采用。

 

 

傳感器參數的意義

有效像素、傳感器尺寸和(等效)單位像素尺寸是手機相機傳感器的核心參數。

 

傳感器尺寸影響什么?

忽略軟件算法和其它因素,傳感器尺寸越大越好。因為傳感器大小決定了有多少光被捕捉。拍照時,傳感器上每一個像素都紀錄“光信息”,傳感器尺寸大意味著更豐富的信息。這也就意味著“大底”傳感器能帶來更高的動態范圍、更廣的ISO范圍和更少的噪點。直接表現就是明暗條件復雜場景下更好的曝光和細節還原,以及暗光環境下更好的曝光和噪點控制。能在暗光和明暗條件復雜場景下表現優秀的話,手機在其它場景下的表現也不會差。

 

相機傳感器(圖源:網絡)

 

此外,在其它參數和拍攝條件(距離)一致的情況下,傳感器尺寸越大,越能實現物理背景虛化。不管算法摳出的虛化照片有多好,都不如物理虛化來的自然。大多數手機傳感器尺寸都不大,所以只能在很近的距離拍出物理背景虛化照片。松下DMC-CM1是傳感器尺寸最大的手機,1英寸的傳感器能在不是很近的距離拍出漂亮的物理背景虛化照片。

 

非虛化模式下的物理背景虛化,效果自然

 

然后,在其它參數(鏡頭焦距)和拍攝條件(距離)一致的情況下,傳感器尺寸越大,成像的視角就越大。對于小尺寸傳感器設備來說,需要視角更廣(焦距更短)的鏡頭,才能實現合適的視角。

 

Lumia 1020攝像頭突起顯著,1/1.5英寸傳感器大于99%的手機

 

大尺寸傳感器的缺點是占用空間大。因為不僅傳感器本身大,大尺寸傳感器也需要大尺寸鏡頭來覆蓋。鏡頭和傳感器都大的話,手機的厚度和攝像頭突起的體積就會不可避免地變高,也會占用手機其它部件的空間。選用什么尺寸的傳感器一直是手機廠商需要權衡的。

 

單位像素尺寸影響什么?

單位像素尺大小決定了傳感器的感光能力,越大意味著更好的暗光拍攝能力,最直觀的表現是噪點水平。

 

單位像素尺寸=傳感器寬度/照片分辨率寬度

從公式可看出,有效像素、傳感器尺寸和單位像素尺寸是互相影響的。如果一個傳感器的單位像素尺寸大,那一般情況下它的傳感器尺寸就不會小。但有些傳感器像素太高,這時傳感器體積再大也避免不了單位像素尺寸的渺小。這時就會用到素四合一,用四個小像素合成一個大像素,把像素數量降到原來的四分之一。盡量用夠大的等效單位像素尺寸來彌補小像素感光能力不足的劣勢。

 

有效像素影響什么?

有效像素越大,解析度越高,照片細節更清晰。

 

IMX586 4800萬像素放大更清晰(圖源:SONY)

 

但由于大像素會造成單位像素尺寸低下,所以在非光線充足的場景下,高像素拍出的照片噪點會相對明顯。目前解決高像素傳感器暗光噪點的方法是剛剛提到的像素四合一,下文也會介紹到采用該技術的傳感器。

 
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