手機拍照品質提升的幕後推手 SONY CMOS 的近年演進
http://technews.tw/2015/04/21/smart-phone-slr/
雖然在 2012 年初的時候，諾基亞發表了畫素到現在為止都令人瞠目結舌的 4,100 萬畫
素怪獸，諾基亞 808 Pureview 。但手機市場真真正正大規模進入千萬畫素時代是在
Sony 的 1,300 萬畫素 Stacked CMOS 被各大廠商所使用以後。在行動設備 CMOS 市場
佔有絕對多數市佔率的 Sony，每一年對 CMOS 技術的革新都讓手機拍照的整體水準得到
了不小的進步。也正是這些進步讓不少的中國手機廠打出了「手機中的單眼」這樣過於誇
張的旗號。接下來，我們就來瞭解一下 Sony 最近兩年的 CMOS 吧。
IMX 135
Sony 將曾經的背照式 CMOS 在結構上面進行改進，把原屬於感光單元的電路板移到了受
光區下面，這樣就形成了堆疊的結構，這種設計在保持感光元件面積基本一致的情況下，
提高畫素數量和畫面解析力的同時卻不削弱單個畫素的信號品質，並做到硬體 HDR 和視
訊 HDR 等功能。
因為這樣的堆疊結構，所以 Sony 為這樣的 CMOS 起名為 Stacked CMOS ，中文名為堆疊
式 CMOS，也有人譯為積層式 CMOS，並冠以 Exmor RS 之名進行出售。尺寸為 1/3.06 英
寸的 IMX 135 即為首批 Exmor RS 產品中的旗艦款。在這款 CMOS 發表之前，有傳言說
，該款 CMOS 採用了 RBGW 四色編碼感測器，但在正式出貨以後，Sony 對該傳聞進行了
闢謠，因為無法滿足 Sony 對影像品質的特定要求。
愛范兒配圖
▲ 左為三星 Galaxy S4 ，右為 iPhone 4s，S4 是將 IMX 135 的潛力發揮得最好的，相
比 iPhone 解析力優勢一目了然。
1,300 萬畫素的 CMOS IMX 135 第一次被大眾所熟知應該是 2012 年底 OPPO 發表的
Find 5 上面。隨後在 2013 年被除了諾基亞和 HTC 的各大品牌所採用，據不完全統計
，當時市面上有超過 20 款手機採用 IMX 135 感光元件，這其中就包括了 Android 年度
旗艦 Sony Xperia Z 和三星 S4 。手機市場也在整體畫素方面真正意義上進入了「千萬
畫素」時代；在整體畫質方面也開始趕超小型隨身相機。
IMX 214
IMX 214 是 Sony 對 IMX 135 進行工藝改進以後推出的改進版，降低了微透鏡和受光區
之前的距離，可以提高受光的效率，並且能實現和大光圈鏡頭的更好的配合，這也意味著
手機夜拍的畫質和可用 ISO 能夠得到提高，並且能進一步壓縮攝相機模組的厚度。
愛范兒配圖
▲ IMX 135 和 IMX 214 比較。（Source：Sony）
另一個改進就是資料頻寬的大幅提高。配合著手機 ISP 性能的增強，這讓手機拍攝 4K
影片成為可能，而全尺寸連拍速度的提高又讓手機拍照的玩法變得更加多樣。
愛范兒配圖
▲ 左為 iPhone 5s ，右為 VIVO Xshot ，採用 IMX 214 的 Xshot 在寬容度等方面明顯
勝過 iPhone 5s。
由於 IMX 214 幾乎在每一個方面相對 IMX 135 都有提升，所以 IMX 214 在 2014 年幾
乎成了 Android 中高階機的標配，幾乎所有的國產強調拍照功能的旗艦機都採用了 IMX
214，包括 VIVO Xshot 、小米 4、OPPO Find 7 等，尤其是 VIVO Xshot 的拍照表現在
中國國產機中堪稱翹楚。
IMX 220
在上面提到採用 IMX 214 的 Android 旗艦時，並沒有提到魅族 MX4。 因為 MX4 採用的
是「微單眼級」 1/2.3 英寸的 2,070 萬畫素 IMX220（好吧，其實真的有微單眼採用這
樣尺寸的 CMOS，Pentax Q10）。這款 CMOS 也被 Sony 自家的旗艦所採用。值得注意的
是，雖然兩者所採用的 CMOS 都被稱作 IMX220 ，不過具體技術上略有不同，這裡就不再
深入了。
這款 CMOS 1/2.3 的尺寸和傳統的小 DC 所採用的 CMOS 尺寸相似，遠比 IMX 214 的尺
寸大，即使 2,070 萬畫素高過 1,300 萬不少，但單個畫素的尺寸為 1.2 mm 依舊大於
IMX 214 的 1.12 mm。也得益於 IMX 220 的高性能，Xperia Z3 能夠達到手機中最高達
12,800 的 ISO 。但有一個需要注意的地方是，IMX 220 的全畫素連拍速度是不如 IMX
214 的，只能達到每秒 12 張，畢竟 2,070 萬畫素的訊息量是遠大於 1,300 萬的。
這款 CMOS 因為大尺寸和高畫素的原因，優化相對來說不是那麼容易，即使是 Sony 自家
對這款 CMOS 的調校出的效果也未能達到眾人的預期。但 Sony 的嘗試也是絕對有意義的
，雖然 IMX 220 的尺寸不是手機中最大的（目前有 1 吋的松下 CM1、1/1.2 英寸的諾基
亞 808 Pureview 和 1/1.5 吋的諾基亞 Lumia 1020），但需要注意的是， Xperia Z3
的 2,070 萬畫素 CMOS 被設計在僅為 7.3 mm 防水且鏡頭未突出的機身裡，看看採用
800 萬 1/3 英寸 CMOS 的 iPhone 6 凸起的鏡頭，你就明白 Sony 的難度了。
IMX 230
在前幾天的樂視發表會上面，賈躍亭特別提到樂視手機全球首發這款 2,100 萬畫素的
IMX 230 ，並且也正是因為 IMX 230 本身出色的性能讓樂視手機在 PPT 上多次「吊打
」了蘋果……實際情況怎麼樣還得拿到真機才能知道。
言歸正傳，IMX 230 從 Sony 官方的資料中，我們可以直觀的感受到其強悍的性能。在
1/2.4 吋的尺寸上集成了 192 個相位對焦點，並強化了 HDR 的效果。雖然三星在 S5
上面就採用了相位對焦技術，但 Sony 這次直接集成在了 CMOS 裡面，因為 Sony 在手機
用 CMOS 市場的主導地位，相位對焦技術在今年應該會大範圍的普及，在提高智慧手機拍
照體驗的同時，也讓小 DC 的優勢進一步減小。
IMX 240
雖然數字上面看著比 230 大，但三星在去年的驍龍 805 版 Note 4 上面就已經開始使用
，今年的 S6 和 S6 edge 也使用了這一款 CMOS 。這款 CMOS 的尺寸為 1/2.6 ，畫素為
1,600 萬，而且從三星花樣眾多的拍照的模式可以看出，這款 CMOS 的資料頻寬相當大
。
IMX 234 和 IMX 278
在 nubia Z9 Max 和 Z9 Mini 的發表會中，nubia 特別提到了使用的是定製版 1/2.6
1,600 萬畫素的 IMX 234 。從各方面參數看都和 IMX 240 相似，可以把這款 CMOS 當成
是 Sony 為「拍星星的 nubia」定制款。
而在華為 P8 的發表會上面，我們又看到了另一個定制款 IMX 278 。據華為的資料，這
款 1,300 萬畫素的 CMOS 是之前 Sony 曾想在 IMX 135 就加入的 RBGW 四色感測器，在
傳統的 RBG 三色中加入了白色（W）圖元，可以提高訊雜比，提高寬容度。
總結
智慧手機的拍照品質進一步趕超小 DC，也進一步壓縮了小 DC 的生存空間。而這一切的
進步和 Sony CMOS 的技術每一年進步，都是密不可分的。當然現在的「手機中的單眼」
都是浮誇的表現。但，也許有一天有人能拿著常規設計的手機能拍出畫質（請注意只是畫
質）超過單眼的照片，這也不要驚奇。