问题

又一款 2 亿像素手机传感器到来,豪威发布 OVB0B,有哪些亮点值得关注?

回答
2亿像素新标杆?豪威OVB0B传感器,到底有哪些“硬核”料?

手机摄影,早已不是当年那个“扫码”水平。从一镜走天下,到如今动辄四摄、五摄,像素也早已突破百万、千万,向着亿级迈进。这不,就在最近,又一款2亿像素的手机传感器——豪威(OmniVision)发布的OVB0B,再次点燃了大家对手机拍照的期待。

作为手机影像链条上的核心部件,传感器的每一次革新,都意味着手机拍照能力的一次飞跃。那么,这款OVB0B究竟有哪些过人之处,能够让我们在2亿像素的“巨量”信息背后,捕捉到更多细节、更鲜活的色彩,甚至在低光环境下也能拍出令人满意的照片呢?让我们来好好扒一扒。

一、像素堆叠的“艺术”:Subpixel Binning 2.0,不只是简单的“四合一”

2亿像素,这个数字本身就足够震撼。但如果仅仅是简单堆砌像素,恐怕也难以在实际体验中带来颠覆性的改变。OVB0B最大的亮点之一,在于它对像素合并(Binning)技术的进一步优化,可以说是“Subpixel Binning 2.0”——更智能,更精细。

我们都知道,当光线不足时,手机传感器会通过将相邻的像素合并,来增加单个像素的光线接收能力,从而降低噪点,提升画面亮度。传统的Binning技术,往往是将4个相邻像素合并成一个大像素(4in1),或者16个合并成一个(16in1)。

OVB0B厉害的地方在于,它在2亿像素的基础上,实现了更灵活、更精细的像素合并。 官方的说法是“Quadcell to 16cell Binning”,这意味着它不仅能进行4合1,更能实现16合1的像素合并。

为什么这很重要?

提升暗光表现: 16合1的像素合并,意味着每个“虚拟大像素”的尺寸更大,感光能力更强。在弱光环境下,这相当于给手机装上了一双“夜视眼”,能捕捉到更多隐藏在黑暗中的细节,同时有效抑制噪点的产生。这意味着,你不再需要过分依赖夜景模式,即使在昏暗的餐馆或夜晚街头,也能拍出清晰、明亮的照片。
保留更多色彩信息: 传统上,像素合并可能会损失一定的色彩信息。OVB0B通过更先进的算法和更优化的硬件设计,力求在合并像素的同时,最大程度地保留原始的色彩数据,让合并后的画面色彩更加自然、饱满。
动态范围的提升: 更大的感光面积,也能在一定程度上提升传感器的动态范围。这意味着在光线反差较大的场景下,OVB0B能够更好地平衡高光和阴影部分的细节,避免出现过曝或欠曝的情况。

二、NyxSlim™技术:让“大个子”也拥有“小身板”

2亿像素的传感器,按理说尺寸应该不小,这在手机内部寸土寸金的设计中,无疑是一个巨大的挑战。然而,豪威的NyxSlim™技术,却成功解决了这个问题。

NyxSlim™的精髓在于“更薄,但性能不妥协”。 它通过创新的结构设计和封装工艺,在保证优秀成像能力的前提下,将传感器的厚度进一步压缩。

这带来的好处显而易见:

手机设计的自由度更高: 更薄的传感器意味着手机厂商可以设计出更轻薄、更紧凑的机身。这对于追求极致轻薄的用户来说,绝对是个好消息。
镜头模组的设计更灵活: 传感器尺寸的限制,也影响着镜头模组的整体设计。更薄的传感器,为手机厂商留下了更多的空间来设计更先进、光学素质更好的镜头,例如更快的对焦系统、更大的光圈等。
降低成本的可能性: 更紧凑的封装工艺,理论上也有助于降低生产成本,最终可能体现在手机的售价上。

三、SmartISO 2.0:动态范围的“智能管家”

动态范围,简单来说,就是传感器能够同时记录的从最暗到最亮的细节范围。在光线复杂多变的环境下,一个优秀的动态范围至关重要。OVB0B搭载的SmartISO 2.0技术,就是为了在不同光照条件下,实现最佳的动态范围表现。

SmartISO 2.0 的核心在于“智能调整”。 它能够根据拍摄场景的光线强度,自动、智能地调整ISO感光度。

在强光下: 传感器会采用较低的ISO,以防止过曝,保留高光部分的细节。
在弱光下: 传感器会适时提高ISO,以捕捉到更多的光线,减少噪点。

关键点在于“2.0”: 相较于上一代技术,SmartISO 2.0 能够更精细、更快速地完成ISO的切换和调整,并且在切换过程中,尽量减少对画质的影响。这使得手机在光线变化极快的场景,例如从室内走到室外,或是拍摄日出日落时,能够持续输出高质量的照片。

四、SuperRamp™技术:捕捉“瞬间”的秘密武器

有时候,决定一张照片成败的关键,就在于那“一瞬”。无论是孩子奔跑的笑脸,还是赛场上运动员的精彩瞬间,都需要传感器能够快速响应,准确捕捉。OVB0B的SuperRamp™技术,正是为了解决这个问题而生。

SuperRamp™技术,旨在提升传感器的“读出速度”和“曝光控制能力”。

更快的读出速度: 这意味着传感器能够以更高的帧率输出图像数据,这对于拍摄高速运动物体至关重要。例如,在录制4K 120fps的视频时,或者进行高速连拍时,更快的读出速度能保证每一帧的清晰度和完整性。
更精准的曝光控制: SuperRamp™技术能够实现更精细的曝光控制,这使得在拍摄高动态范围场景时,传感器能够更有效地捕获光线信息,减少拖影和模糊。

简单来说,SuperRamp™让OVB0B成为了一个“反应更敏捷、动作更迅速”的捕捉者。

五、100% allpixel PDAF:对焦的“加速度”

自动对焦,是现代智能手机摄影的基石。OVB0B在对焦方面也带来了不小的升级,采用了100% allpixel PDAF(全像素相位检测自动对焦)技术。

全像素PDAF的优势在于:

覆盖范围广: 所有的像素点都可以作为对焦点,这意味着无论拍摄主体位于画面哪个位置,都能快速、准确地进行对焦,而不会出现边缘对焦不准的情况。
对焦速度快: 相位检测对焦的原理,是通过判断光线相位差来确定对焦位置,相比传统的反差式对焦,速度更快,尤其是在弱光环境下。
精确度高: 能够实现精准的对焦,尤其是在拍摄微距或者主体细节要求高的场景时,优势更加明显。

OVB0B在此基础上,实现了“100%”,意味着其PDAF对焦技术的应用范围和效率得到了最大化。 这也意味着,在抓拍、运动摄影等对对焦速度要求极高的场景下,OVB0B传感器驱动的手机将拥有更强的竞争力。

总结:

豪威OVB0B传感器的到来,不仅仅是像素数量的简单提升,更是一次在成像质量、功耗控制、设计便利性等多方面进行的综合性升级。从更智能的像素合并,到更薄的体积设计,再到更快的对焦和更强的动态范围表现,OVB0B无疑为2亿像素手机传感器树立了新的标杆。

当然,传感器只是手机摄影的“大脑”,最终的成像效果,还需要配合优秀的ISP(图像信号处理器)、算法以及镜头模组。但可以预见的是,搭载了OVB0B传感器的下一代旗舰手机,在拍照体验上,必定会给我们带来更多惊喜。让我们拭目以待,这款“2亿像素的野心之作”,究竟能在手机摄影领域掀起多大的波澜。

网友意见

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首先,因为我不是内部人士,所以对豪威的产品线不能说完全熟悉,本文有相当大的一部分是猜的,各位看官看个乐就好。如果有大佬发现问题欢迎斧正。

实际上,在去年,豪威就已经偷偷在文章(paper)上说自己正在搞一个 200MP (0.61μm)的图像传感器,现在终于出来了。不过目前还处在样片阶段,所以等有产品上市还需要一段时间。

首先关于 200MP 有啥优势我已经在之前给 S5KHP1 的回答里说了,在这里就不再赘述,感兴趣的可以移步至这个答案:

这里我们主要说说和三星家 S5KHP1 不同的地方,毕竟目前市面上的移动图像传感器目前已经发布的也就这两个型号,摆明了就是对位竞争关系,对比是免不了的。

首先 OVB0B 因为单颗像素尺寸(0.61μm)要比三星的(0.64μm)小,所以实际面积要比 S5KHP1 要小一点点(三星是 1/1.22" 型,而豪威是 1/1.28" 型,后者和 IMX700/707 一样),这也是为啥豪威说“这是全世界最小的 2 亿像素图像传感器”。不过我个人觉得这点尺寸差异基本可以当作同一量级。

像素层推测和之前文章中预告一样,采用台积电的 40nm 工艺,像素间采用背深槽隔离来降低串扰,像素层[1]和逻辑层采用豪威的第二代堆栈工艺连接(注意是豪威的第二代工艺,和索尼家的 Gen 并不相关)。

为了塞入更小的像素,豪威改进了像素层的设计,把共漏极晶体管(SF)从一个变成两个并通过金属布线连接,传输门(TX)垂直放置,不同晶体管之间使用浅槽隔离分隔。

回到参数,虽然豪威在官网上说 OVB0B 是 4-Cell 排列(即四合一),但从对图像传感器的描述上来看,OVB0B 应该是和 S5KHP1 一样采用十六合一排列,也许也是为了迁就手机厂“12MP 祖宗之法不可变”吧……

在全像素(200MP) 输出的速度上OVB0B(8fps) 和 S5KHP1(7.5fps) 差距不大,豪威快一点点。但不知道为啥,在计算压力更小的合并采样下,豪威速度反而没三星快,而且像素越低差距越大,4×4 合并采样的 12.5MP 三星能做到 120fps,豪威只有 90fps。

虽然吧, OVB0B 50MP 24fps 刷新速度在豪威的产品序列里已经算是数一数二的(比同为 0.61μm 的 OV60A 要快一些,豪威产品里面只有总像素更少的 OV50A 在 50MP 级别速度比它快),不过比起隔壁三星 50MP 30fps 还是有差距的。

同时,OVB0B 没有片上的 HDR 合成功能,仅支持三曝光的行交织 HDR,片外合成。所以输出规格只有 10bit 。感觉这次豪威有所保留。

当然了虽然没有片上 HDR,这并不代表豪威就没有给这块底整其他花活了(感觉豪威最近的几块底花活都挺多的,也许是为了错位竞争?)。要知道,现在豪威是目前唯一一个同时发布了 0.8μm 以下小像素和 2×2 微透镜技术的图像传感器厂商,所以这次豪威给 OVB0B 整上了 2×2 微透镜,实现了全像素全向对焦。也是目前单像素最小的全像素全向对焦图像传感器。比起隔壁三星家的 2×1 微透镜,OVB0B 的对焦体验理论上要更好一些。

同时 2×2 微透镜有利于提升像素的填充因子(从而提升量子效率),所以虽然单个像素尺寸比 HP1 更小,但高感不一定会差很多。

最后说点我乱猜的题外话:

如果你对豪威产品的命名规则略有研究的话,就会发现豪威产品的最后一位型号通常以字母顺序代表发布时间,但是这次 OVB0B 的最后一个字母是 B,所以是不是能怀疑这其实豪威第二款 2 亿像素的图像传感器,只是 OVB0A[2] 仅停留在纸面上,从来没有被发布过所以不算第一款?

为啥这么说呢,是因为当时豪威在文章中预告的两亿像素的图像传感器是一颗采用四合一排列(相当于 50MP 的拜尔排列),搭载 2×2 微透镜的图像传感器。逻辑层采用 22nm 工艺(像素层 40nm),在全高清分辨率下帧率比 S5KHP1 快一倍。

如果 OVB0B 实际上是基于 OVB0A 小改的,那么的确有可能遇到一些问题(比如十六合一全像素输出的时候需要比四合一更高的算力,可能导致为其他模块预留的空间不够),导致低像素输出性能反而相较全像素输出下降。但这只是我瞎猜而已。

参考

  1. ^ Sensor Wafer,直译为传感器层感觉会和图像传感器搞混,所以就译为像素层了。
  2. ^ 如果叫这个名字的话,本文中指代预告的四合一的两亿像素图像传感器

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