手机传感器的几大势力

　　智能手机专用的CMOS传感器主要来自索尼（IMX）、豪威（OV）以及三星（ISOCELL），其中三星ISOCELL系列傳感器在近两年的发展很快，其高端型号的品质并不逊于同期的索尼IMX，这一点从历代Galaxy S旗舰都采用ISOCELL+IMX两批传感器混用的策略而成像效果不变就可见一斑（图1）。此外，三星ISOCELL也早已开放给其他手机厂商，比如vivo X20就配备了ISOCELL Fast 2L9，主打2×1200万像素（2400万感光单元）的卖点。
　　OV传感器自从被苹果和HTC两大金主“抛弃”后就逐渐淡出了主流市场，甚至不会被厂商作为卖点宣传。索尼IMX系列的口碑最好，也是目前占有率最高的存在。因此，很多用户提起手机CMOS首先就会想起索尼IMX系列（图2），而本文我们主要讨论的传感器也是以索尼IMX为主。

不以数字大小论英雄

　　手机专用的移动处理器型号众多，很多用户都表示“看不懂”，比如至今就仍有不少“童鞋”不清楚联发科MT6753、MT6750、Helio P20、P23、P25、P60等芯片的规格和强弱关系。然而，这些处理器如果仔细从数字大小梳理，好歹还有迹可循，就好像P60肯定要比P23强。然而，索尼IMX传感器却根本不遵循数字大小论英雄的轨迹，迷信数字你就输了。
　　举个最简单的例子，索尼MIX传感器包含IMX100、MIX200、IMX300、IMX400几大家族，理论上后缀数字越大的家族在规格上应该更占便宜吧？可惜，由于索尼采用了可以和手机厂商联合定制MIX传感器的运营策略，这就搞乱了数字大小与规格强弱之间理应具备的既定关系。

可以定制的CMOS传感器

　　对索尼来说，MIX传感器就是一门很普通的生意，给钱就卖（图3）。对手机厂商而言，高端传感器不经济（成本高），低端传感器又不给力，中端传感器大家都在用，如何才能增加宣传噱头并拉开与竞品之间的成像差距？
　　没错，就是直接找索尼定制专用的传感器。
　　最早这么做的厂商就是苹果。从iPhone 4S开始，苹果就不断让索尼为其量身定制感光元件，比如iPhone 4S时期的IMX145、iPhone 6S时期的IMX315，它们都要比索尼同期供货给其他品牌同价位的“公版”IMX传感器更好，所以苹果才能始终在拍照质量上力压一众Android品牌一筹。
　　随后，Android手机厂商们也逐渐向苹果学习，联手索尼一起定制专属或首发的IMX传感器。比如，华为在2016年4月发布P9时，就高调宣称与索尼联手定制了名为“IMX286”的传感器，主打独特的RGB/Monochrome（彩色+黑白）架构。随后，IMX286还被应用在了华为自家的Mate9和荣耀V8等产品身上。
　　魅族在发布MX6时曾主打首发IMX386传感器，取得了非常好的宣传效果（图4）。随后，IMX386传感器作为“标准件”，又被索尼开放给了其他手机品牌，比如小米6、小米Max2等手机也都以IMX386作为主摄的传感器。

　　O P P O也是非常喜欢与索尼携手的手机品牌，在发布R9s时就独享名为“IMX398”的传感器（图5），主打刚刚开始流行的双核对焦技术。到了最新的R15发布时，再次与索尼携手定制并独享“IMX519”（图6），主打更大的传感器尺寸和单位像素面积，使得夜拍进光量更大、噪点更少。
　　需要注意的是，所谓“定制”也并非从零开始设计，而是在公版IMX传感器的基础上加以微调和优化。比如IMX386和IMX286就是同门师兄弟，二者规格几乎完全一致，只是前者并不是RGB/Monochrome架构。同理，IMX362和IMX260、 IMX380和IMX378、IMX498和IMX398、IMX519和IMX240也都有着“剪不清理还乱”的血缘关系。
　　可以说，就是各种定制传感器的“横空出世”，再加上索尼IMX本来就不以数字大小论英雄，最终才导致IMX传感器规格的混乱，哪怕是专业人士也难以通过具体型号辨别强弱关系。

如何判断IMX传感器的性能

　　CFan曾经不止一次强调，CMOS传感器能否记录更真实美好的画面，与像素值的大小关系不大。而决定CMOS传感器性能指标的，主要还是在于“传感器尺寸”以及“单位像素面积”这两个参数，同时其所支持的“对焦技术”可以作为附赠的Buff效果。 　　表1是小编收集整理的索尼IMX传感器参数对比表，基本涵盖了目前所有常见的手机镜头，下文相关的讨论都是建立在这个表格的数据之上。

传感器尺寸越大越好

　　手机之所以难以和单反相机比拼拍照画质，就是受限于纤薄的身材无法容纳太大尺寸的感光元件。然而，在CMOS传感器领域一直存在“底大一层压死人”的说法，而这里的“底”指的就是传感器尺寸这个参数，传感器尺寸越大意味着相机在拍摄时能接收到的光线也就越多（图7）。

　　传感器面积的单位为1/x，由于分子都是1，所以分母“X”对应的数字越大，代表传感器面积越小。比如1/2.3英寸传感器尺寸的就要大于1/2.6英寸，选择后者往往可以取得更好的拍照底蕴。
　　华为P20 Pro之所以夜拍非常出色，就是因为它武装了IMX600（图8），而这个传感器的传感器尺寸达到了破天荒的1/1.73英寸，远远大于手机CMOS领域主流的1/2.x英寸。

理性看待单位像素面积

　　单位像素面积与传感器尺寸和像素值这两个单位息息相关，在传感器尺寸一定时，像素值越高，单位像素面积越小。比如IMX362（1200万像素）和IMX318（2250万像素）的传感器尺寸都是1/2.6英寸，但IMX362和IMX318对应的单位像素面积却分别为1.4微米和1.0微米。
　　单位像素面积是一个“相对矛盾”的参数。单位像素面积越大，可以在相同时间内捕捉到更多的光，在暗光下拍照可以显著降低画面噪点（图9）。而单位像素过大，在白天光线很足时拍照却又容易出现过曝现象，较小的单位像素面积可以在白天捕捉更多画面的细节。

　　就拿索尼最新发布的IMX586传感器为例，其传感器尺寸高达1/2.0英寸，但由于像素值也达到了4800万，所以其单位像素面积就只有0.8微米，堪称手机历代CMOS中的最小值。但这并不代表IMX586暗光拍照效果就很差，因为它采用了Quad Bayer阵列设计，在暗光下拍照时相邻的2×2像素可使用同一种颜色，4个像素能将灵敏度提升到等效1.6微米的水平。同理，华为P20 Pro配备的IMX600也存在这种情况，其单位像素面积为0.9微米，但却可以通过Quad Bayer阵列实现灯效的1.8微米单位像素面积。

来自对焦技术的增益效果

　　CMOS传感器全部支持反差对焦，而从IMX300系列开始又都将PDAF相位对焦技术纳入了标配。相对而言，双核对焦是比相位对焦更先进的技术（图10），因此当传感器其他参数相似时，支持双核对焦的型号更值得选择。
　　IMX363传感器之所以能被小米8、小米MIX2S、坚果R1、vivo NEX等爆款手机猎装，就是因为它的传感器尺寸和单位像素面积都很大，而且还支持双核对焦，虽然综合性能不如华为P20和魅族15采用IMX380，但表现的却最为均衡。

小结

　　看到这里，相信大家已经对CMOS传感器有了較为深度的了解，也掌握了从已知参数判断其拍照底蕴的方法。
　　但需要注意的是，手机摄像头是一套非常复杂的元器件集合体，CMOS传感器只是其中的组成部分之一。相同的CMOS传感器，手机厂商还能为其准备不同大小的光圈，安装透光率更高或数量更多的镜片，引入光学防抖系统等等。再加上来自ISP影像处理器和相机APP端的成像算法的优化，也是导致相同CMOS传感器的两款手机，拍照效果却依旧存在差距的原因。