镜头战争2013 旗舰智能手机拍照对决

仅靠数字取胜？——积层型传感器

你有没有注意到很多手机在宣传它们的摄像头时，都喜欢强调其采用了背照式CMOS 。能够生产背照式CMOS传感器的厂商有不少，索尼、松下、三星等都有涉及，但其中索尼的背照式CMOS传感器却是出名的。为什么，因为索尼的背照式CMOS传感器使用的是SOI（Siliconon Insulator）晶圆，比普通硅晶圆(体硅晶圆)的技术和成本都要高得多。所以许多品牌的旗舰机型才会把索尼的CMOS作为一个卖点进行宣传，它俨然已经成了一种品质的象征。

Exmor RS积层型传感器强调的也是进光量的增加。

索尼给自家的背照式CMOS传感器取名为“ Exmor R CMOS”，但在索尼新的旗舰手机Xperia Z L36h上，我们却看到它采用了“Exmor RSCMOS”传感器，相比前者，它的中文名为Exmor RS积层型CMOS传感器，相比传统CMOS传感器，它有了更多改进。

先谈谈传统的背照式CMOS传感器。在背照式CMOS传感器出现之前，图像传感器多为前照式，也就是说图像感光元件是位于基板电路布线层的前方。为了设计像素更高、性能更强的传感器，除了增加图像传感器的面积外，还有一个方式就是缩小每个感光单元的尺寸，不过成本也会因此增加。缩小的感光单元虽然可以增加单位面积内传感器的像素值，但会影响传感器在弱光环境下的成像效果，因为感光单元的采光区域被缩小了，进光量也随之减少。此外在CMOS传感器中，离轴光线会被像素上方的电路元件遮挡，感光元件的面积越小，通过感光元件的光线也会随之减少。此外，布线层之间的布线孔与传感器感光单元之间的间隔层，会形成光学通道，限制每个单位像素的镜头观测范围，而这个间隙开口区域，会直接影响传感器的图像质量，当单位像素的面积越小，观测范围的影响也会越大。

为了解决这一问题，背照式CMOS传感器将图像传感器元件反转后再安装在基板上，并移除传感器上多余的空白硅晶，将感光单元直接暴露出来，以获取更多的光线。从结构上看它分为两层结构，在该结构中，分为传感器和电路布线层的上部结构以及下方的支持基板。而积层型CMO S传感器将原本设计在同一层结构中的感光元件和电路元件拆分成上下两组，并取消了原本在下方的支持基板，转而由电路布线层取代。如此一来，在传感器面积不变的情况下，可以大幅度减少其体积。根据索尼的官方资料，采用全新积层型设计的Exmor RS CMOS，比Exmor R CMOS的体积缩小40%左右，并可以提高图像的画质以及感光能力。而且这样的设计还有一个好处，就是在制造传感器时不用担心因为布线层的电路在处理信号时会影响到传感器的工作，传感器的感光单元和布线层的电路元件将独立制作，为了获得更佳的图像画质在制造时也会引入新的制造工艺。

诺基亚的杀手锏——PureView

如果这两年你要问哪家的智能手机拍照效果好，许多人的回答会是诺基亚，这其中PureView技术起到了不小的作用。不过PureView其实并不单纯指某个硬件或某项技术，它实际上是诺基亚集合了多种软硬件技术的统称。目前PureView已经历经两代，第一代PureView应用在诺基亚808 PureView上，这一代PureView主要解决的技术问题是让摄像头拍摄出高清晰、高品质的照片，它采用了1/1.2英寸的大尺寸4100万像素CMOS传感器，通过Pixel Over-Sampling像素采样技术，合成800万像素的照片，以此改善夜间拍摄的效果，获得更锐利、噪点少的照片。另外它具有4倍1080p无损变焦、6倍720p无损变焦、12倍nHD（640×360）无损变焦的录像性能，为用户的各种拍摄提供了更多的可能。

在关闭OIS时，相机快门低于1/30秒手的抖动就会影响画质，而在开启OIS后，在快门速度为1/4秒时它仍可拍摄出清晰的照片。

而第二代PureView技术，则应用在诺基亚920上，它的目标是进一步改善手机在夜晚的拍摄表现。它采用1/3英寸870万像素的BSI背照式传感器，背照式架构相比传统传感器能获得2倍的进光量，像素点的边长也达到1.4μm 。此外它还搭载f/2.0大光圈摄像头，并经过卡尔·蔡司认证。当然这些东西还不够。在增加进光量的同时，第二代PureView技术还结合了光学防抖系统，它名为光学影像稳定技术(Optical Image Stabilisation，简称OIS)，可以使夜晚的拍摄效果得到进一步提升。虽然现在也有其他智能手机具备防抖功能，但这些技术在防抖效果上远不及OIS。OIS是透过陀螺仪来侦测摄像头不同角度的移动，从而使摄像头的镜片与机身的移动产生一个相反的动作并达到防抖的效果。

与808 PureView相比，应用了新一代PureView技术的920拥有更好的夜拍效果。

可以说，OIS将整个光学组件与摄像头不同角度的移动达成了同步，而不是单一镜片的移动。这个方法的好处是摄像头的抖动可以被大大抵消。而且，它的OIS能承受的移动频率是每秒500次，与传统的OIS相比多出50%。一般来说，摄像头快门低于1/30秒便容易拍模糊。而根据诺基亚的数据，第二代PureView技术中的OIS能够保证摄像头在1/4秒的快门下拍摄出清晰的照片。

所以后总结一下，在920上这一代PureView=大光圈+新传感器技术+光学影像稳定技术。