OPPO新一代智能旗艦Find 5終于面世。拋開其他配置不說，OPPO Find 5有一項賣點非常令人震驚，可以說前無古人后無來者，也可以說是具有著劃時代的革命意義，雖然發(fā)布會現(xiàn)場并沒有做太多華麗的介紹，但依然難以掩蓋這項先進技術(shù)的光芒，那就是Find 5所配備的堆棧式CMOS攝像頭。Find 5是第一款配備堆棧式CMOS的手機，也是目前唯一一款正式確認并發(fā)布的配備堆棧式CMOS攝像頭的手機。為什么說堆棧式CMOS具有革命性意義？堆棧式CMOS到底好在哪？本文我們先簡單介紹。

　　我們知道，為了得到出色的拍照效果，目前越來越多的手機開始采用背照式CMOS，能夠生產(chǎn)背照式CMOS的廠商有不少，有索尼、松下、OmniVision、Aptina、三星等，這其中索尼家的背照式CMOS最為出名也最為出色。為什么，因為索尼家的背照式CMOS（BSI）使用的是SOI（Silicon on Insulator）晶圓，比普通硅晶圓（體硅晶圓）的技術(shù)和成本都要高得多。單從成本上看，SOI晶圓就是普通體硅晶圓的4-5倍了，完整成品做下來也要高上個2-3倍。盡管如此，但是旗艦機型，依然會樂此不疲地搭載索尼家的攝像頭，同時也把搭載了索尼攝像頭作為一個賣點進行宣傳。索尼出品，已經(jīng)成為一種高端的象征。

　　iPhone 5的主攝像頭即是來自索尼

　　空說無憑，有哪些旗艦手機用了索尼家攝像頭呢？可以這么說，基本上最熱門的大廠旗艦機都用過，如iPhone 5、三星Galaxy S3、三星Galaxy Note 2、索尼LT26ii等等。要知道，三星自家也是做攝像頭的，憑著自己的產(chǎn)品不用來用索尼的，就可以知道索尼的CMOS技術(shù)到底有多先進了。

　　為了增加認知度，索尼給自家背照式CMOS起了個名字，叫做“Exmor R CMOS”，相信大部分人都聽過。這個Exmor R CMOS，也就是剛才提到過的旗艦機型們用到的CMOS技術(shù)。到現(xiàn)在為止，Exmor R CMOS已經(jīng)積累了非常好的用戶口碑，可以說是“功成名就”。這時候，索尼就計劃著研發(fā)更先進的CMOS技術(shù)了，這就是我們今天要講到的“Exmor RS CMOS”，相比前者，“Exmor RS CMOS”雖然只是多了一個“S”，但差距卻不是一點半點。這個“S”，指的是“stack”，也就是Stacked CMOS，即堆棧式CMOS，也可以說是積層式CMOS。

　　積層式CMOS對光線更敏感，成像效果更出色

　　Exmor RS堆棧式CMOS是怎么一回事？簡單說，Exmor RS堆棧式CMOS傳感器是在背照式Exmor R CMOS傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，新傳感器將原本需緊靠感光組件的電路部份置于感光組件的下方，使得設(shè)備內(nèi)部擁有更多的空間。在實現(xiàn)功能多樣化的同時，還做到了小型化。本質(zhì)上講，堆棧式和背照式是兩碼事，是不相干的兩種結(jié)構(gòu)方式，一款CMOS可以單獨采用背照式或堆棧式設(shè)計，也可以兩種方式一起使用，而Exmor RS CMOS是兼有了兩種設(shè)計。

　　Find 5是第一款用堆棧式CMOS傳感器的手機

　　這次發(fā)布的OPPO Find 5，采用的就是堆棧式CMOS，出自索尼，可以說基本是就是Exmor RS CMOS系列了。現(xiàn)在為止，只有索尼能生產(chǎn)堆棧式CMOS的攝像頭，聽說下一代旗艦索尼Yuga上將會配備堆棧式CMOS攝像頭，但畢竟還未發(fā)布，因此，F(xiàn)ind 5可以說是第一款采用全新堆棧式CMOS攝像頭的手機，即使加上“前無古人后無來者”“開創(chuàng)手機攝像頭技術(shù)新紀元”這些華麗的字眼，也并不為過。當然，以上這些都是從技術(shù)角度講的，F(xiàn)ind 5剛剛發(fā)布，目前還未見過實際拍攝效果，我們暫時還無法給Find 5的拍照能力下結(jié)論。不過不管怎樣，F(xiàn)ind 5已經(jīng)邁出了第一步，其意義算得上是劃時代。

　　實際上，在手機界關(guān)于堆棧式CMOS傳感器的概念的討論并不多，倒是影像界的人士更關(guān)心一些。既然Find 5這次首次使用了，那接下來也將會有更多的廠商會使用到這項技術(shù)，包括蘋果、三星、索尼等等，屆時看點將會非常豐富，甚至可能會出人意料。比如下一代iPhone的攝像頭怎么升級？會升級成啥樣？現(xiàn)在，終于有盼頭了。

　　閑話不多扯，還是要回歸到我們講的“堆棧式CMOS”傳感器技術(shù)上來。堆棧式CMOS，英文名稱叫做“Stacked CMOS”，翻譯過來有時也會被稱作是“積層式CMOS”，實際上這些概念指的是同一種東西。說到堆棧式CMOS，還是要先講講索尼。

　　從索尼說起

　　在傳感器領(lǐng)域，排名靠前的幾家廠商分別是索尼、松下、OmniVision、Aptina、三星、佳能等，其中索尼的手機攝像頭技術(shù)令其他幾家廠商難以企及，同時市場份額也有著明顯差距。拿2011年的傳感器市場份額來看，索尼一家就占了30%以上，超過了第二名一倍還要多。傳感器一定程度上彰顯出了索尼在光學領(lǐng)域的卓越造詣。

　　背照式CMOS

　　對于手機攝像頭而言，里面使用到的傳感器一般都是CMOS傳感器。早期的CMOS有個明顯的缺點，就是當電流變化時容易產(chǎn)生熱量，最終造成畫面出現(xiàn)雜點影響成像質(zhì)量。這個時候，CMOS是無法和CCD相提并論的。

　　隨著科技的不斷進步，CMOS缺點也逐步得到解決。2008年的6月，索尼公司宣布了背照式CMOS傳感器，在業(yè)界引起了巨大反響。接下來，越來越多的相機開始配備背照式的CMOS，直至今天，CMOS已經(jīng)得到了非常廣泛的應用。特別是在手機上，幾乎全部已被CMOS覆蓋。

　　iPhone 4開始采用背照式CMOS

　　背照式CMOS也就是有時候說的“BSI”，優(yōu)勢是，拍照的時候在夜拍和高感的時候成像效果會更好一些。

　　為什么背照式CMOS成像更好？

　　背照式CMOS的設(shè)計方式不同，相比傳統(tǒng)的CMOS成像效果也更好。傳統(tǒng)的表面照射型攝像頭傳感器的光電二極管位于整個芯片的最下層，而A/D轉(zhuǎn)換器和放大電路位于光電二極管上層，因此光電二極管離透鏡的距離更遠，光線更容易損失。同時，這些線路連接層還會阻塞從色彩濾鏡到達光電二極管的光路，因此直接導致實際能夠感光更少。而背照式攝像頭傳感器解決了這樣的問題。背照式CMOS傳感器比傳統(tǒng)CMOS傳感器在靈敏度會上有質(zhì)的飛躍，結(jié)果就是在低光照度下的對焦能力和畫質(zhì)有極大的提升。下面一張圖片可以直觀看出兩者區(qū)別。

　　但是，改變了CMOS的方向意味著承載二極管的板子要非常薄，大概是傳統(tǒng)CMOS的百分之一，對生產(chǎn)工藝與微處理的技術(shù)要求相當高，這在前幾年來講是有不小難度的，不過科技發(fā)展時過境遷，現(xiàn)在技術(shù)水平已經(jīng)完全可以達到要求，因此背照式CMOS也得到廣泛應用。特別是高端一點的手機，都會使用背照式CMOS，如小米2、索尼LT26i、蘋果iPhone 4等等。

　　索尼Exmor R CMOS

　　為了拉升品牌高度，索尼將自家的背照式CMOS統(tǒng)一命名為“Exmor R CMOS”品牌，相信大部分人都已聽過。現(xiàn)在主流的旗艦手機，如iPhone 5、三星Galaxy S3、三星Galaxy Note 2、索尼LT26ii等，都使用到了索尼家的傳感器產(chǎn)品，當然這里僅僅指的是主攝像頭。單純拿蘋果來看，iPhone 4使用的攝像頭還是由OmniVision提供，也是背照式，到了4S以后就全面換成了索尼提供，這一定程度反應出了索尼背照式CMOS技術(shù)的先進性。另外，出于成本限制，蘋果在The New iPad和iPad 4上使用的攝像頭傳感器并不是由索尼提供，因此拍照水平比較一般。

　　說回索尼Exmor R CMOS。到現(xiàn)在為止，Exmor R CMOS已經(jīng)積累了非常好的用戶口碑，已經(jīng)是高端攝像頭的代名詞，可以說是“功成名就”。就連同樣生產(chǎn)傳感器的三星，都使用索尼的產(chǎn)品，可見其不可替代性非同一般。

　　高富帥Exmor R CMOS是怎樣煉成的？

　　除了索尼以外，其他廠家如上面說的松下、OmniVision、Aptina、三星等，都有能力生產(chǎn)背照式CMOS攝像頭。但為什么他們的背照式能力不如索尼呢？原因還是核心技術(shù)。技術(shù)改變命運，技術(shù)成就人生啊。下面講講高富帥Exmor R CMOS是怎樣煉成的。

　　要了解原因，還需更深層地討論。索尼家的背照式CMOS使用的是SOI（Silicon on Insulator）晶圓，SOI晶圓有利于進行研磨減薄，越薄就越易于采光，采光能力出色，就可以得到更好的成像效果。其他廠商，如三星、OmniVision等，大部分使用的是普通硅晶圓（體硅晶圓）。厚度上，SOI晶圓可以做到體硅晶圓的1/30左右，成像效果優(yōu)勢可想而知。但是它的成本也要高出3-4倍，總體下來，索尼背照式CMOS的價格也并不低。盡管如此，目前旗艦手機依然對這顆CMOS情有獨鐘，索尼出品Exmor R CMOS已經(jīng)成為高端拍照的象征。

　　堆棧式CMOS首次發(fā)布還是在今年8月下旬，首次應用就是在前幾天剛發(fā)布的OPPO Find 5上面。Find 5是第一個吃螃蟹的產(chǎn)品，開創(chuàng)了堆棧式CMOS正式商用的先河，目前其真實拍照效果還未知，僅從發(fā)展意義上來看，F(xiàn)ind 5是值得肯定的。

　　一、堆棧式CMOS與索尼Exmor R CMOS

　　目前擁有“堆棧式CMOS”技術(shù)能力的廠商只有索尼一家，前面講到那么多索尼的CMOS歷史，實際上也是為此做準備。上面說過，索尼的背照式CMOS品牌名稱為“Exmor R CMOS”，在最新一代堆棧式CMOS中，索尼重新命名，將這部分產(chǎn)品統(tǒng)一稱為“Exmor RS CMOS”，區(qū)別是多了一個字母“S”，是“stack”的縮寫，實際上就是指Stacked CMOS，即堆棧式CMOS。

　　得益于技術(shù)優(yōu)勢，目前市面上出現(xiàn)的堆棧式CMOS，實際上都是索尼的“Exmor RS CMOS”，僅此一家別無他處。堆棧式CMOS是CMOS技術(shù)未來發(fā)展的方向之一，相信以后也會有其他CMOS廠商做到這種技術(shù)水準，不過現(xiàn)在來看索尼已經(jīng)領(lǐng)先了一大步，核心技術(shù)價值得到充分體現(xiàn)。

　　二、Exmor RS堆棧式CMOS傳感器的原理特點

　　今年八月下旬，索尼對外發(fā)布了世界第一款全新“堆棧式結(jié)構(gòu)”（stacked structure）的影像傳感器，就是“Exmor RS CMOS”。Exmor RS CMOS的特點是高像素化、高性能化以及小型化。

　　Exmor RS CMOS的原理是，它使用有信號處理電路的芯片替代了原來背照CMOS圖像傳感器的支持基板，在芯片上重疊形成背照CMOS元件的像素部分，從而實現(xiàn)了在較小的芯片尺寸上形成大量像素點的工藝。由于像素部分和電路部分分別獨立，因此像素部分可針對高畫質(zhì)優(yōu)化，電路部分可針對高性能優(yōu)化。

　　三、Find 5所采用的堆棧式CMOS深度猜測

　　Exmor RS CMOS發(fā)布時，一共推出了三款型號的產(chǎn)品：IMX135（1/3.06英寸1313萬有效像素）、IMX134（1/4英寸808萬有效像素）、ISX014（內(nèi)置相機型號處理性能，擁有1/4英寸808萬有效像素）。與上述三款堆棧式CMOS傳感器相對應的，還有三個小型自動對焦成像模組：IU135F3-Z、IU134F9-Z和IUS014F-Z。它們搭載了具有自動對焦功能的鏡頭組件，擁有1.12μm像素間距，能實現(xiàn)超清新分辨率。其中，IU135F3-Z采用F2.2超大光圈鏡片，配備5組5片合成樹脂鏡片。

　　綜合起來可以了解到，IU135F3-Z參數(shù)大致為：1/3.06英寸、1313萬有效像素、F2.2大光圈、5片鏡片。結(jié)合上面OPPO官方對Find 5攝像頭的描述，我們基本上就能確定下來，F(xiàn)ind 5配備的就是IU135F3-Z模組了，傳感器型號為IMX135。

　　四、Exmor RS堆棧式CMOS的成像畫質(zhì)是怎樣改善的？

　　上面講原理的時候，可以知道Exmor RS堆棧式CMOS體積更小，用在手機等移動產(chǎn)品中更加方便。另外它的畫質(zhì)也得到了改善，怎樣做到的呢？

　　已發(fā)布的三款Exmor RS CMOS中，IMX135和IMX134兩款型號搭載了“RGBW編碼”技術(shù)和HDR（高動態(tài)視頻）拍攝功能，由此來改善拍攝畫質(zhì)。

　　①RGBW編碼技術(shù)

　　RGBW編碼技術(shù)在原來的紅（R）、綠（G）、藍（B）三基色RGB像素中增加白色像素點，改善了靈敏度并提高了成像質(zhì)量，即使在弱光環(huán)境下也能拍攝出漂亮清晰圖像。

　　RGBW編碼技術(shù)實例：拍攝的圖片為10lux低照度，左邊為原有的背照式CMOS傳感器拍攝，右邊為Exmor RS堆棧式CMOS傳感器拍攝

　　②HDR拍攝功能

　　HDR拍攝功能在拍攝同一畫面時能設(shè)置兩種曝光模式，通過適當?shù)男盘柼幚砟苌蓮V闊的高動態(tài)范圍圖像，即使對亮光拍攝時也不會產(chǎn)生過曝現(xiàn)象。

　　HDR拍攝功能實例：左邊為原有的背照式CMOS傳感器拍攝，右邊為Exmor RS堆棧式CMOS傳感器拍攝

　　五、再挖：Exmor RS堆棧式CMOS價格幾何？

　　以下價格部分純粹為猜測。

　　上面一張圖僅供參考，從中看出，F(xiàn)ind 5配備的IU135F3-Z模組樣品價格大概為8000日元，折合人民幣也要接近600元。如此高昂的價格肯定讓不少人心驚。當然這里指的是樣品價格，估計廠商在批量采購時，價格會低不少，究竟成本多少，我們暫時也難以估量，這可能要問OPPO工程師了。

　　六、最后總結(jié)：

　　①、概念關(guān)系不能混：堆棧式CMOS和背照式CMOS的關(guān)系

　　堆棧式和背照式是兩碼事，是不相干的兩種結(jié)構(gòu)方式。堆棧式主要是為了減小體積，當然畫質(zhì)也有所優(yōu)化；而背照式是針對畫質(zhì)改進而做的一種設(shè)計。一款CMOS，可以單獨采用背照式或堆棧式設(shè)計，也可以兩種方式一起使用。舉例說明，Exmor R CMOS就是只是背照式設(shè)計，而Exmor RS CMOS是在背照式的基礎(chǔ)上，再把信號處理電路芯片放到后面去，做成堆棧式的設(shè)計，兼具了兩種設(shè)計結(jié)構(gòu)。

　　②、堆棧式CMOS與Find 5拍照畫質(zhì)的關(guān)系

　　現(xiàn)在Find 5還沒正式開售，發(fā)布會上我們見到了官方給出的拍照樣片，但現(xiàn)在還無法與主流機型做橫向比較。Find 5配備的堆棧式CMOS，是未來、是今后發(fā)展方向，但不代表Find 5拍照就一定秒殺現(xiàn)在主流機型。即使以后拿到真機對比了，也不能說明堆棧式CMOS怎樣，因為成全照片畫質(zhì)的不僅是CMOS傳感器結(jié)構(gòu)，還有CMOS大小、鏡頭、算法優(yōu)化等更深入的因素。

　　拿Find 5來說，它配備的CMOS大小是1/3.06英寸，而目前拍照機皇諾基亞808 pureview是1/1.2英寸，明顯諾基亞808比Find 5的傳感器不是大了一點半點，可以確定的是808的CMOS不是堆棧式設(shè)計，如果以后采用了該設(shè)計，可以在現(xiàn)有空間基礎(chǔ)上，將CMOS做得更大，成像效果也更優(yōu)。

　　另外是算法，蘋果iPhone是典型的算法出色的代表。得益于此，雖然iPhone 4S/5攝像頭參數(shù)不算很突出，但實際拍照表現(xiàn)在眾多旗艦機型中名列前茅。