1/2,4 Zoll Phasenfokus-Tiefenanalyse Sony IMX230

Ich glaube, dass Freunde, die mit der Smartphone-Branche vertraut sind, mit den Produkten der Exmor RS-Serie von Sony vertraut sind. Von Sonys frühem Exmor R (Back-Illuminated CMOS) bis zum späteren Exmor RS (Stacked CMOS) ist diese Serie aufgrund ihrer hervorragenden Bildleistung zur Wahl vieler Mobiltelefonhersteller geworden. Nach den zuvor beliebten Produkten IMX135 und IMX214 brachte Sony im November letzten Jahres eine neue Generation des Exmor RS-Produkts auf den Markt – IMX230.

Im Gegensatz zu früheren Generationen von Star-Produkten wurde beim IMX230 der Pixelwert von den üblichen 13 Millionen auf 21 Millionen deutlich erhöht. Darüber hinaus wurde auch die Größe des CMOS von 1/3 Zoll auf 1/2,4 Zoll erhöht, was nahe an das Niveau von Kompaktkameras heranreicht und die Bildqualität noch weiter verbessert. Das Wichtigste ist natürlich, dass IMX230 die Autofokus-Technologie mit Phasendetektion unterstützt. Im Folgenden werde ich die oben genannten Verkaufsargumente im Detail analysieren.

Im Vergleich zum früheren rückseitig beleuchteten CMOS verwendet der gestapelte CMOS einen Chip mit Signalverarbeitungsschaltungen, um das Trägersubstrat im rückseitig beleuchteten CMOS-Bildsensor zu ersetzen. Dabei überlappt der Pixelteil des rückseitig beleuchteten CMOS-Elements den Chip, wodurch der Prozess der Bildung einer großen Anzahl von Pixeln auf einer kleineren Chipgröße realisiert wird. Da der Pixelteil und der Schaltungsteil unabhängig sind, kann der Pixelteil für eine hohe Bildqualität und der Schaltungsteil für eine hohe Leistung optimiert werden.

Vereinfacht ausgedrückt kann gestapeltes CMOS als abgeleitetes und weiterentwickeltes Produkt von rückseitig beleuchtetem CMOS betrachtet werden. Durch die Platzierung der Schaltungskomponenten unter den lichtempfindlichen Komponenten wird mehr Platz für das Gerät freigegeben, wodurch die Leistung verbessert und gleichzeitig die Größe reduziert wird. Der in diesem Artikel erwähnte IMX230 gehört zur neuesten Generation der gestapelten CMOS-Systeme von Sony.

Support-Phase schneller fokussieren

Die Größe des lichtempfindlichen Elements ist ein harter Indikator zur Messung der Abbildungsleistung eines CMOS. Generell ist die Bildqualität proportional zur Fläche des lichtempfindlichen Elements. Im Vergleich zum herkömmlichen 1/3,06-Zoll-CMOS hat sich die Diagonale des IMX230 von 5,867 mm auf 7,487 mm erhöht. Wenn wir den Satz des Pythagoras zur Berechnung verwenden, können wir feststellen, dass die Fläche eines 1/2,4-Zoll-CMOS etwa 1,64-mal so groß ist wie die Fläche eines 1/3-Zoll-CMOS, was einen klaren Vorteil darstellt. Obwohl die CMOS-Fläche des IMX230 mit etwa 27 mm2 weniger als ein Zehntel der CMOS-Fläche herkömmlicher APS-C-Kameras beträgt, kann eine solche Verbesserung im Rahmen von Smartphones dennoch erhebliche Auswirkungen auf die Qualität der ausgegebenen Bilder haben.

Wie bereits erwähnt, ist das größte Highlight des IMX230 die Unterstützung des Phasendetektions-Autofokus. Laut der offiziellen Einführung von Sony unterstützt IMX230 bis zu 192 Autofokuspunkte, und selbst beim Aufnehmen von Objekten, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, kommt es nicht so leicht zu den früher üblichen Geisterbildern.

Der vollständige Name des Phasenfokus lautet „Phase Detection Auto Focus“. Das Prinzip besteht darin, einige maskierte Pixel auf dem lichtempfindlichen Element speziell für die Phasenerkennung zu reservieren. Der Fokus-Offset-Wert wird durch den Abstand zwischen den Pixeln und dessen Änderungen bestimmt, um einen genauen Fokus zu erreichen.

Das maskierte Pixel besteht aus zwei Pixeln in einem Paar, und die beiden Pixel werden separat durch die Mikrolinse abgebildet. Das Fokussiersystem kann anhand der Position der Signalspitze feststellen, ob die Linse nach vorne oder hinten verschoben werden soll, und so schnell und präzise fokussieren. Im Vergleich zum Kontrastfokus erfordert der Phasenfokus keine wiederholte Bewegung der Linse, der Fokussierhub ist viel kürzer und der Fokussiervorgang erfolgt gleichmäßig und ohne Verzögerung.

Darüber hinaus unterstützt IMX230 weiterhin die Video-HDR-Aufzeichnung, die Auflösung wird jedoch auf 4K (4096 x 2160) erhöht. Vielleicht verwenden Sie den HDR-Modus normalerweise, um eher statische Bilder aufzunehmen. Tatsächlich spielt die HDR-Videoaufzeichnung bei Videoaufnahmen eine sehr wichtige Rolle. Wie bei statischen Bildern kann auch in kontrastreichen Umgebungen der Hell-Dunkel-Kontrast angepasst werden, um in dunklen Bereichen mehr Details anzuzeigen.

Die Kosten sind hoch und es wird einige Zeit dauern, bis es populär wird

Die effektiven Pixel des IMX230 wurden auf 21 Millionen erhöht, was bedeutet, dass er Bilder mit einer Auflösung von bis zu 5344 x 4016 aufnehmen kann und so mehr Details zeigt. Aufgrund der großen Anzahl von Pixeln und der begrenzten CMOS-Fläche kann die Einheitspixelgröße nicht zu groß gewählt werden und beträgt nur 1,12 μm.

Zum Zeitpunkt der Ankündigung im vergangenen November ging Sony davon aus, dass der IMX230 im April 2015 in Massenproduktion gehen würde. Tatsächlich übernahm Sony im April dieses Jahres die Führung und setzte bei seinem neuesten Z4 (die chinesische Version heißt Z3+ Dual) sein eigenes CMOS ein. Später belegte auch Le Max von LeTV einen Platz in IMX230, indem es „zuerst die Grube besetzte und dann Gemüse anpflanzte“ (zuerst Produkte herausbrachte). Das Honor 7, das vor kurzem auf den Markt kam, ist das neueste mit IMX230 ausgestattete Produkt.

Laut der offiziellen Einführung von Sony beträgt der Preis dieses IMX230 2.100 Yen (ca. 106 Yuan). Gemessen an diesem Preis wird der IMX230 vorerst nur in Flaggschiff-Mobiltelefonen zu finden sein, und Produkte, die mehrere Tausend Yuan kosten, haben noch nicht die Voraussetzungen, in großem Umfang mit diesem CMOS ausgestattet zu werden. Laut unseren Tests des Sony Z3+ Dual und des Honor 7 ist die Fotoqualität dieser beiden mit IMX230-Sensoren ausgestatteten Telefone immer noch zufriedenstellend. Es ist abzusehen, dass IMX230 aufgrund seiner weiten Verbreitung nach IMX135 und IMX214 zu einem weiteren Starprodukt wird.

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