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还原苹果手机历代主摄传感器精进历程及相关组件的进步

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前言:

苹果手机向来不喜欢透露主摄传感器的详细信息,所以很多用户甚至不知道每一代苹果手机的主摄所采用的传感器型号,更不用说每一代主摄对应的技术细节了。相机传感器。

下面,我们将还原每一代苹果手机主摄像头传感器的改进过程,并一起总结相应的镜头和防抖进展。顺便给大家连接一下各代苹果手机主摄像头部分视频录制性能的提升之路。

(一)曲折

1.美光MT9D112

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2007年发布的第一代iPhone采用了美光公司制造的MT9D112图像传感器。该产品的图像处理技术来自美光子公司Aptina Imaging。

这是一款基于前照式CMOS技术的产品,底座尺寸为1/4英寸,200万像素——对应像素尺寸为2.2微米。 2008年6月发布的iPhone 3G仍然使用该传感器。

然而就在第二代iPhone发布前几天,美光宣布将专注于内存业务,决定分拆Aptina Imaging,并将其大部分股份出售给两家私募股权公司。

2.豪威OV3650/OV5650

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苹果原本对美光的技术水平并不满意。如今Aptina再次被拆分,苹果不习惯,直接取代了另一家美国本土科技公司豪威科技(OmniVision)作为其CIS供应商。

2009年6月iPhone 3GS发布后,可以发现后置镜头传感器已更换为OV3650。基本参数为1/4英寸、300万像素、1.75微米,还支持自动对焦。

此外,新的传感器也使iPhone 3GS成为第一款能够进行视频录制的苹果手机,尽管分辨率只能达到VGA(640×480)级别。

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2010年6月,划时代的iPhone 4以“疯狂酷炫”的金属中框和玻璃背机身设计降临世间,同时也带来了全新的硬件升级。

其中,背照式技术带来了低噪声、高灵敏度、高速读出等架构升级的好处。再加上分辨率的大幅升级,可以说成像质量终于迎来了质的变化!

3.索尼IMX145

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iPhone 4的销量爆发让豪威措手不及,因为它没有建立自己的工厂,完全依靠台积电代工生产,因此没有独立的生产能力。而在技术方面,太平洋彼岸的一座岛屿上也出现了超级强大的对手。

从2004年开始全面转型CIS领域的索尼,不仅技术进步迅速,而且还拥有可以提供充足产能的自建工厂——毕竟之前它已经是CCD领域的全球霸主了。 。所以对于2011年10月发布的iPhone 4S,苹果选择了索尼的IMX145。

其基本参数为1/3.2英寸、800万像素、1.4微米,支持1080P/30fps视频录制。更大的F/2.4镜头光圈,成像力非常强大,以至于2012年9月发布的iPhone 5仍然采用了这一功能。设置配置。

4.索尼IMX145(修改)

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由于索尼在2012年开发了新的堆叠技术,2013年9月发布的iPhone 5S就采用了这项新技术,并且还配备了新的5P镜头,光圈增加到F/2.2。

2014年9月发布的iPhone 6系列以上一代为基础,引入了当时非常先进的相位对焦技术。此外,Plus版本是第一款添加光学防抖的苹果手机。

(二)逐步完善

5.IMX315

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2015 年 9 月发布的 iPhone 6S 是手机历史上最具标志性的户上手机之一。它搭载的传感器自然不凡——升级为全新的IMX315,基本参数为1/2.93英寸、1200万像素、1.22微米。

由于IMX315的整体素质非常好,所以2016年9月的iPhone7系列并没有升级传感器。相反,它配备了新的 6P 镜头,主摄像头光圈大幅增加至 F/1.8。同时,标准版还具备光学防抖。 。

6.IMX315(修改)

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2017年9月发布的iPhone8系列和iPhoneX的三款机型均搭载了改良版IMX315。与四年前的传感器改版一样,这一代也升级了技术架构。

所以从这一代开始,增加了对4K/60fps视频录制的支持。此外,这一代还优化了相位对焦像素的排列,结合读出速度的升级,可以显着提升对焦性能。

7.IMX403

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2018年9月发布的iPhoneXS系列和iPhoneXR开始换装新传感器IMX403,基本参数升级为1/2.55英寸、1200万像素、1.4微米。

也就是说,在像素总数不变的情况下,像素尺寸相比上一代增加了31.7%。此外,这一代还进一步提高了用于相位对焦的像素密度,从而提高了对焦精度。

8.IMX503

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虽然2019年9月发布的iPhone 11系列在主摄传感器上采用了全新的IMX503,但其基本参数相比上一代实际上并没有发生任何变化。

不过,苹果官方的公告还是透露出一些痕迹——这一代的焦点名称改为100% Focus Pixels。众所周知,掩模相位对焦的像素无法覆盖整个画面,所以这个100%是有意义的。 。

最终,拆解机制给出了答案。除了遮罩相位对焦之外,这一代还引入了全像素双核对焦,这是前无古人、前无古人的!

(三)以视频为主

9.IMX603

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从2020年10月发布的iPhone 12系列开始,主摄像头传感器不再是全系列标配的同一型号——只有这一代的特大号版本有特殊处理。

这一代主摄还配备了传感器移位防抖技术,防抖效果更好。此外,它还首次支持高达4K/60fps的杜比视界HDR视频录制。

10.IMX703

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2021 年 9 月发布的 iPhone 13 系列开始有两款 Pro 版本享受“特殊”待遇——采用全新 IMX703,两者都有传感器移位防抖加持,镜头光圈进一步提升至 F/1.5。

其基本参数升级为1/1.67英寸、1200万像素、1.9微米。结合光圈的升级,超大杯整体进光量较上一代提升了42%。 Pro版由于传感器的跨代升级,进光量直接翻倍。知道了!

此外,这一代不仅首次支持电影特效模式,两个Pro版本还独家享受ProRes格式的视频拍摄;结合A15处理器强大的ISP和视频编解码器,以及flash管线的支持,视频性能又实现了突破。

11.IMX803

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对于2022年9月发布的iPhone 14系列,两个Pro版本仍然享受新传感器IMX803,基础参数升级为1/1.3英寸、4800万像素、1.22微米。

由于默认是四合一像素输出,在新镜头光圈F/1.78的情况下,进光量变化了17%。当然,高像素模式也有妙用。例如,裁剪全分辨率帧的中心1200万像素可以实现2倍无损变焦;与ProRes格式相结合,高分辨率还可以提供大量细节。

此外,这一代还配备了第二代传感器位移防抖,与“运动模式”一起可以让视频录制更加稳定、丝滑。增强电影效果模式开始支持高达4K/30fps的电影标准HDR视频。

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总结:

自苹果加入索尼以来,主摄像头传感器首先在 iPhone 5S 一代升级为 Gen2 架构,随后在 iPhone 6 系列中采用了相位对焦技术。随后iPhone 6S系列引入了深槽隔离技术。

视频进化之路是iPhone 3GS破冰、iPhone 4支持720P/30fps、iPhone 4S支持1080P/30fps、iPhone 6S系列支持4K/30fps、iPhone 8系列支持4K/60fps、iPhone 12系列支持杜比视界。

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结尾:

最新的iPhone15 Pro系列并没有升级主摄传感器,甚至连镜头光圈也没有改变。视频录制方面,这一代新增了Log模式编码功能,并首次支持ACES(学术色彩编码系统)。

此外,通过新一代光成像引擎,这一代将默认的全分辨率48兆像素图像与另一张四合一像素的12兆像素图像融合,生成考虑细节的2400像素图像和颜色。百万像素照片。

但这一代的有趣之处在于两个标准版本——主摄像头传感器升级为双层晶体管技术,像素为 4800 万,像素尺寸为 1 微米。从下图可以看出,它的双光电二极管并没有像LYT-T808那样用DTI隔开。

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结尾

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