手机拍摄向单反相机靠拢!索尼图像传感器专访

相机 爱德华 2019-11-22 15:43

  [PConline 杂谈]说起索尼的图像传感器,也许很多人都不会陌生,大部分智能手机上的摄像头,都是来自手机品牌和索尼共同开发的。PConline有幸能来到索尼图像传感器媒体交流会的现场,了解到了很多索尼半导体市场的现状。

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  索尼半导体科技(上海)有限公司的总裁木村信先生表示,中国半导体是索尼最大的市场之一,索尼还会继续发展这一市场。在索尼的业务板块中,半导体是与电子、影视、游戏并列,它的正式名称是影像传感器解决方案业务。半导体业务的总部在神奈川县厚木市,在日本共设立五个工厂生产,用于中国手机客户的图像传感器也是在日本生产。中国惠州工厂负责生产车载传感器模组,负责封装的工厂在泰国。全球客户是通过各球分公司进行销售,中国这边,业务总部在上海,在北京和深圳都有分公司 。

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  图像传感器需求不断增长,索尼也在不断提高产能,积累的经验、技术、产品稳定性不断提高。索尼在这五十年来,利用匠人精神,不断地在进化。下面举一些索尼技术革新的例子

  • 2008,索尼第一家提出背照式概念并实现量产。之前的传感器,光先打到逻辑电路再打到感光部分,因此会有损耗。索尼把这两层颠覆过来,这样不会产生任何损耗。因为这一新技术,2008年之后,手机感光和拍照效果显著提升。

  • 2012年,索尼也是第一家提出堆栈式技术。在此之前的技术都是在感光区周边布置逻辑电路,下面安排基板。通过堆栈式结构,把环绕芯片的电路放到了基板上,不仅提高性能,还缩小了尺寸。这对于手机拍照有了进一步提升。

  • Quad Bayer Coding技术,传统传感器Color Filter颜色排列是图示这样。该新技术四个相邻像素的Color Filter为同一颜色。去年和今年推出的4800万和6400万像素的芯片都是使用这一技术。优势有三点:在比较黑暗情况下,把四个像素作为一个像素输出,得到较清晰的图片;如果需要拍摄解析率比较高的图片,可以利逻辑电路层的算法,恢复到高像素;此外单个像素的曝光时间都可以调整来实现HDR技术。

  • 还有目前比较主流的TOF(时间飞行)芯片,应用在车上,可以感知手的动作。从2018年开始,这一技术搭载在手机上,今后还会用在机器人、无人机和自动生产设备等。TOF也会使用背照式技术,以期进一步提高效果。

  索尼在电子领域有很强的拍照设备,比如专业的电影摄像机、微电和黑卡,还有安防监视设备,还有手机、机器人等设备,其核心都是图像传感器。为适应不同产品的不同功能需求,索尼一直在进化,因而技术的发展比较全面。

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  关于2020年新品的开发,索尼会把重点放在HDR、低光下效果、高速对焦和自动对焦。HDR的进一步发展,会拍摄到与人眼看到效果很相似的图景。索尼还会融合其它技术,使拍照效果更好,比如说外面比较亮的情况,可以使用HDR+自动对焦,使屋内和窗外景物实现平衡。还有HDR+背景虚化,阴影中的人物拍摄得到亮化,背景也实现虚化,出现类似电影的效果。

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  使用Super Night Mode模式,能够实现高感光和低噪点的效果,拍出很好的夜晚效果。融合高速对焦技术,通常在比较暗的环境下,对焦速度也慢下来。如果使每个像素点都能对焦的话,速度就会加快,索尼研发的AF Pixel(自动对焦像素)技术,已经推向了市场。

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  大家最关心的是索尼图像传感器的未来发展,未来索尼的图像传感器芯片会向大尺寸方向发展,但比起相机成像芯片,还是比较小的。索尼的目标是手机未来的拍摄效果可以赶上数码相机。

  这里重点提一下索尼的未来发展方向,在日常拍摄中,一些非金属的反光,例如水面的反射,索尼会把偏光板植入芯片进行一层偏光技术的处理,会把多余的反射光去掉,能清晰拍摄到水底下的鱼儿。在车载芯片方面,也会应用HDR的技术,可将隧道内黑暗、隧道外明亮的环境,都拍摄得很清晰。

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  对于多摄和大尺寸高像素传感器,索尼表示两个都很重要,不应该去单纯地讨论像素大小或者越多摄像头越好,而是要整体去看待拍摄效果。拍摄的效果,取决于相机拍摄模组能否做到最优化,包括HDR和快速对焦技术等,不能单纯看像素,有许多因素都要共同起作用。从另外一个角度,手机有许多用途,不是只拍摄静止画面。如果拍摄动态视频,一亿像素就没有太大用处。

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  索尼图像传感器,在2019年全球的销售额是8900亿日元,80%是面向手机的。多摄和大芯片的发展趋势,比索尼预想的更快。特别是中国市场上正在销售的4800万像素芯片需求很大,这有利于索尼的业绩提升。从中国的发展策略来讲,最重要的还是手机传感器。而新的监控和车载业务,是索尼很重视的成长方向。

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  索尼还认为多摄的目的是要实现新技术的应用,如果没有新技术的应用,单纯增加摄影头的数量是没有意义的,手机厂商除了功能实现,还要考虑成本。手机背面的话,当前的主流还是三摄、一个主摄、一个超广角、一个长焦,将来如果是四摄的话,可能会增加一个TOF芯片。

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  虽然目前设计和研发都在日本,但索尼全球客户的需求是不一样的,现在有计划在中国或其它市场设立研发团队,比如在中国生产逻辑电路层等零部件。索尼在明年还会推出更新的手机图像传感器,同时也会在5G、车载、监控、TOF等领域大显身手,PConline也会一同期待索尼的最新动向,给大家最新的资讯。

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