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国产手机拍照新标杆?索尼IMX400全解析

2017-03-09 00:01    it168网站原创  作者: 邓璐良 编辑: 邓璐良

  【IT168 评测】在MWC 2017上,索尼凭借Xperia XZ Premium这款手机获得了本届MWC的最佳手机奖项。作为索尼的新旗舰,它的亮点自然不少,其中包括首发高通骁龙835芯片、全镜面机身外壳、4K HDR显示屏以及首发IMX400感光元件等等。设计、影像、显示这几方面一直是索尼的传统强项,这次在索尼Xperia XZ Premium身上被展现的淋漓尽致。

索尼IMX400传感器技术解析

  与索尼Xperia XZ Premium一同发布的还有索尼Xperia XZs。它也同样搭载了IMX400感光元件,这也是其相比上代机型XZ来说的一大提升点。之所以我一直强调这款全新的感光元件,是因为它或将牵动着今年国产旗舰手机的拍照性能走势。

  从索尼2016财年第三季业绩显示,索尼半导体业务营业利润达272亿日元,在集团9项业务当中盈利表现排行第四,甚至超越家庭娱乐及音频业务以及移动通讯业务。索尼半导体之所以能有如此亮眼的表现,其原因在于影像传感器销售个数大幅增加。这与手机厂商纷纷搭载索尼影像传感器有着密不可分的关系,而索尼每发布一款新的传感器,自然也就成了国产手机厂商争先适配的对象。

索尼IMX400传感器技术解析

  其实,早在今年的2月7日,索尼便已经将IMX400感光元件公布于众。根据索尼官方的解释:传统的两层CMOS影像传感器由背照结构像素层和预装电路芯片的信号处理电路层构成,该新款CMOS影像传感器在这两层电路中间新加入了DRAM层。简单来说就是索尼将一块运存封装到了CMOS当中,这让IMX400能更快速的交换图像数据。

索尼IMX400传感器技术解析
▲传统双层堆叠式CMOS影像传感器

索尼IMX400传感器技术解析
▲新开发的加入了DRAM层的3层堆叠式CMOS影像传感器

  从上面的对比图我能明显的看出,DRAM层位于像素模块和电路模块之间。当像素模块获得了影像信息,将率先传递给DRAM进行短时间存储,接着再通过电路模块对影像信息进行处理,而DRAM层起到了一个缓冲的作用。

  加入DRAM层的传感器衍生出了两大特点,分别是能够捕获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的拍摄,下面我们来一一解读。

  防失真拍摄

  根据索尼官方显示:在堆叠结构中的高速、低能耗、大容量的DRAM帮助下,该新款传感器可以仅用时 1/120 秒就读取一幅达1930万像素的静止图像 (比传统产品快约4倍),同时还可缩减读取每行像素的延时。这种将静止图像的焦平面失真控制在最小程度的技术有很大可能会运用于因缺乏机械快门来控制曝光时间的智能手机,帮助其拍摄快速移动物体的图像。

  这也就是说,以前需要1/30秒才能拍摄下来的照片,现在只需1/120秒就可以拍下来。那么这在现实使用过程中有什么应用点呢?首先,拥有DRAM层的CMOS具备更大范围的快门时间调节,专业拍摄者可以更加自由的调节自己想要的快门时间。其次,快门越快代表越能更从容的捕捉到运动物体的照片,或者说拍摄运动物体时更不易出现残影或形变。

索尼IMX400传感器技术解析
▲读取速度1/30秒的拍摄效果

  从对比图中我们能直观的看到,读取速度1/30秒照片中的车头被得向右倾斜了,而读取速度1/120秒照片种的车头却保留了正常影像。可见IMX400这款CMOS防失真的表现是立竿见影的。

索尼IMX400传感器技术解析
▲读取速度1/120秒的拍摄效果

  超级慢动作视频拍摄

  在加有DRAM层的CMOS出现之前,目前所有手机的慢动作视频拍摄最高支持240fps。但根据IMX400的参数显示,它能够在全高清 (1920x1080像素)模式下拍摄1000fps的视频,约是传统CMOS的八倍,也就是说它比你用iPhone7拍出的慢动作视频还要慢八倍,这显然是非常夸张的。

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▲配备DRAM的3 层堆叠式 CMOS 影像传感器的截面图

  值得一提的是,用户在拍摄视频时,正常速度的视频与超慢动作视频可以无缝接合。该CMOS可以自动侦测到物体突然开始运动,并立即启动高速摄影模式。这是因为高速拍摄数据可以被临时存储到DRAM当中,而正常摄像模式则可以绕过DRAM,直接在ISP上进行处理。

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