原创 为了让手机堪比单反 CMOS传感器做过哪些努力？_手机cmos对比

 

1.手机cmos传感器排名

原标题：为了让手机堪比单反 CMOS传感器做过哪些努力？自从智能手机开始拼摄像头后，就喜欢与相机比较拍摄效果，比如说早努比亚在早期喊出了“手机中的单反机”口号，而现在则喜欢贴上相机品牌——徕卡、蔡司、哈苏，来显示自己实力超群。

2.手机cmos图像传感器排名

但无论口号还是贴牌，智能手机拍摄进步本质上是依靠技术，其中CMOS图像传感器（CIS）更是起了关键作用，那在智能手机发展历史，CIS到底做过哪些努力？

3.手机cmos图像传感器,性能天梯排名

更好成像：更大的底、更多像素如何有效提升手机成像质量呢？相信不少人都听过一句话——底大一级压死人——使用尺寸更大的传感器（底）、提高更多像素，而无论是苹果iPhone还是Android手机在过去十多年时间都按着这条路径前进。

4.手机cmos传感器天梯图2021

比如说首款在中国市场热卖的苹果手机——iPhone 4，它后置摄像头使用了Omnivision OV5650传感器，规格为1/3.2英寸，也就是大小为12mm²（4*3mm），分辨率为2592*1944（5MP）。

5.手机cmos传感器是什么意思

而最新一代iPhone 14 Pro系列，后置摄像头主摄分辨率已经提升至48MP，几乎是iPhone 4的10倍，同时根据techinsights拆解，传感器的面积达到了63.2mm²（9.16*6.92mm），是iPhone 4的5倍多。

6.手机用cmos还是ccd

相比iPhone的小步快跑，安卓手机对传感器尺寸、像素追求更为强烈，从2021年夏普发布R6开始，安卓手机就盯上了1英寸传感器，在2022年里出现了小米12S Ultra、小米13 Pro、vivo X90 Pro/Pro+、夏普AQUOS R7、LEITZ PHONE共6款使用1英寸CMOS图像传感器的手机，它们均使用索尼IMX989 Exmor RS CMOS传感器，像素为50MP，单个像素大小为1.60 um。

7.为什么市面上现在cmos传感器相机更为流行?

但出乎大家想象的是，首款搭载1英寸传感器并非夏普R6，而是2014年发布，也就是与iPhone 6同年的松下CM1CM1是一台使用1080P 4.7英寸屏幕的智能手机，内部搭载了高通四核处理器，后置摄像头传感器源自相机，是一块1英寸、20MP传感器，搭载了一支等效全画幅28mm视角、最大光圈为F2.8的徕卡标定焦镜头，而且具备机械快门，在使用时镜头还会向前伸出。

8.手机cmos和单反cmos大小对比

由于使用了超乎当时主流尺寸的传感器，CM1机身厚度达到了21mm，重量也有204g，因此当时大家觉得它是一台装了安装系统与带通讯功能的相机但是现在回看，相信大家会觉得这是一台正常手机，毕竟小米12S Ultra在众多新技术加持下，重量也有225g，6.1英寸屏的iPhone 14 Pro也有206g。

9.手机的cmos跟相机比

在使用更大尺寸传感器同时，智能手机也在刷新像素纪录，在2019年三星推出了1/1.33英寸、1.08亿像素的ISOCELL Bright HMX传感器，到了2021年再一次刷新像素新高，推出了两亿像素、1.22英寸的ISOCELL HP1，但限于成像质量与大小，关注程度不如1英寸大底。

10.手机cmos传感器排行

更好成像：更先进技术虽然底大一级压死人，但是大底负面因素也不少，一般来说底越大成本越高，同时镜头尺寸会跟着底变大而变大、成本上涨，因此在CMOS图像传感器尺寸一路变大的同时，不停使用新技术改善画质、性能。

下图是Chipworks整理的历代iPhone主摄传感器技术演变路线图，虽然只覆盖2007年的iPhone到2013年的iPhone 5s，但是足以代表过去十多年手机CMOS图像传感器核心技术演变——用BSI代替FSI，获得更高量子效率，以提升高感表现以及减少低感下的噪点，在BSI基础上增加Stacked（堆栈），提高传感器读取速度，实现高像素下高速输出。

BSI是BackSide Illumination的简写，一般翻译为背照技术，在FSI时代，彩色滤镜Color Filter）与负责将光信号转化为电信号的光电二极管（Photodiodes）之间存在一层电路层（Wiring Layers），电路层不仅遮挡了部分光线进入光电二极管，而且影响了读取速度——为了实现更高读取速度需要更为复杂的电路层，但是当电路层增加后会进一步遮挡光线。

而BSI技术就是把电路层放到光电二极管下面，无论电路层多大都不会影响进光，因此量子效率更高，达到90%，比FSI高出了10%（实际FSI量子效率远远无法实现80%，比如索尼FSI传感器大多介于50%至70%之间）。

BSI制造难度更高，而且传感器会变薄，噪点也会增加，需要其它技术去克服这些缺点BSI CMOS传感器一开始在手机上使用就获得用户认可，iPhone 4主摄使用的Omnivision OV5650传感器正是基于BSI技术，加上社交媒体兴起，智能手机迅速打断了小DC的增长势头，并不断压缩后者的生存空间，以致今天无人问津。

到了iPhone 5s上，苹果已经改用了索尼MX145传感器，这是加入了堆栈技术的BSI CMOS传感器所谓堆栈技术就是把两块或以上不同芯片贴合起来，按照索尼在IEEE2013上的介绍，当时的堆栈式BSI CMOS是由90nm的像素层以及65nm逻辑电路层组成，二者通过TSV（through-silicon vias，硅穿孔）技术连接起来，由于模拟电路（像素层）、数字电路（逻辑电路）使用不同工艺，均能获得更佳的性能、能效表现，因此画质、功耗表现更好，而且通过叠加不同芯片能获得不同性能加成，比如叠加DRAM就能提升传感器读取，轻松实现4K升格视频输出。

时至今天，堆栈式BSI CMOS传感器依然是高性能代表，索尼A1、尼康Z9、佳能EOS R3三款旗舰无反相机均使用了堆栈式BSI CMOS传感器

不过TSV存在一个缺点，它至少要打穿一块芯片去实现连接（所以得名硅穿孔），大大限制芯片尺寸大小、布局方式，后来索尼拿出了更为先进的CU-CU工艺去实现堆栈CU-CU就是在芯片表面设置铜触点，然后不同芯片直接通过铜触点连接起来，形式有点像是把两片BGA封装芯片贴合在一起。

CU-CU能够带来更多连接通道、更灵活连接方式，进一步提升读取速度，或是实现更为复杂的功能

在新技术提升CMOS传感器读取同时，传感器还有不少技术改进，最关键一项提升对焦技术比如说了iPhone 6使用的IMX145传感器加入了掩蔽式像素作为相位差对焦像素，三星Galaxy S7使用了全像素双核对焦技术，到了IMX689传感器，索尼在QuadBayer阵列基础上进化出2x2 OCL技术，实现了十字相位差对焦。

不过需要注意的是，三星在一亿、两亿像素上使用了九合一、十六合一技术并不能比四合一提升AF性能，使用九合一、十六合一技术是因为传感器单个像素太小，成像无法让人满意，同时为了减少ISP数据处理量，所以才做成多合一。

除了BSI、堆栈这些大幅度提升传感器画质、性能技术外，这些年来手机传感器还使用不少“小”技术，比如说三星ISOCELL以及ISOCELL Plus，非拜尔阵列彩色滤镜ISOCELL、ISOCELL Plus原理很简单，它是在光电二极管修建一堵墙，遮挡应该进入A光电二极管的光线进入隔壁的B光电二极管，其中ISOCELL Plus修的墙更高，达到了彩色滤镜层。

早在2014年，中兴推出了一款名为星星1号的手机，它主摄没有采用常规的拜尔阵列（RGB），而是使用了Aptina的Clarity+ CMOS，这是一款使用RCCB阵列传感器，它用白色滤镜代替拜尔阵列的绿色滤镜，让更多光线进入传感器，按照官方说法它的信噪比比拜尔阵列高出3-4dB，高感更为出色。

不过为了处理RCCB信号，手机配备了独立ISP处理器

在今天，已有不少手机采用非拜尔阵列的CMOS传感器，比如说华为Mate 50系列后置主摄就使用RYYB排列，以提升进光量，但是非拜尔阵列难以校准色彩始终是一个问题，因此非拜尔阵列没有全行业普及开来 结语。

不难看出，在过去10年多时间里，智能手机CMOS传感器凭借着更大底，BSI、Stacked等更先进的技术，不停在提升手机拍摄效果，不过到了近几年技术虽然在更新，但是没有太大的飞跃，用大底变成提升CMOS传感器拍摄效果成了最常用的手段，在未来几年手机拍摄依然会不停提升，但是可能会进入滞涨阶段——用更大更重传感器模块来改善拍摄效果。

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