传感器的增益 Reno7背后的故事：OPPO为何要打造IMX709猫眼镜头

发布时间：2024-10-06 17:10:41

Reno7背后的故事：OPPO为何要打造IMX709猫眼镜头

影像技术是手机行业的硬功课，最能体现厂商的科技硬实力。在手机市场进入平稳发展期的现在，各家厂商都将产品的影像能力作为主打卖点，各种新技术也是层出不穷。作为OPPO旗下主打影像体验的系列产品，刚刚发布的OPPO Reno7系列同样不例外。

不过与其他厂商在后摄上疯狂堆料不同，Reno7系列另辟蹊径选择从前摄入手，首发了OPPO独家定制的IMX709超感光猫眼镜头。那么OPPO为什么会选择为前摄定制CMOS传感器？这块与索尼共同定制的CMOS传感器又能为OPPO Reno7的影响能力带来哪些提升？下面咱们来一起看看。

01 为前摄定制CMOS“费力不讨好”，OPPO为什么要选择这么做？

手机市场发展至今，在功能方面早已不存在无人注意的角落。但对于前摄来说，各家厂商的做法似乎都很一致，以算法等软件层面的优化为主，哪怕有硬件优化也仅仅局限于补光灯、更大的像素尺寸等等，并没有哪家厂商在传感器硬件上进行深挖。那么是什么原因让OPPO选择定制CMOS传感器这一技术路线呢？这和OPPO对用户需求的长期关注密不可分。

根据OPPO对用户核心需求的深度洞察，长久以来，手机用户在夜间/暗光场景下拍摄照片和视频存在巨大障碍和痛点。而友商采用的纯硬件堆料和纯软件算法两种主流方案，前者难以控制对手机的外观手感等方面的负面影响；后者又是治标不治本，难以从根本上优化成片质量。

同时，作为长期以来深耕影像能力的手机品牌，OPPO从2008年推出的首款“笑脸手机”A103开始，对影像技术的研发和投入力度一直在加强。通过与索尼、三星等供应链合作伙伴深度合作，OPPO多年来积累了丰富的传感器联合开发和深度定制经验，持续站稳手机行业影像技术第一梯队。从2014年初发布的Find7开始，8年间OPPO在不同机型上使用了8款深度定制的CMOS传感器，在传感器底层设计方面累计了丰富经验。

总体来看，正是对用户需求的精确把握和丰富的传感器开发经验，让OPPO有底气在前摄上使用IMX709这样一款深度定制传感器。而通过样张我们也可以看出，有着猫眼镜头加持的Reno7确实能够提供更加优秀的照片。

OPPO Reno7 夜景自拍样张

那么为了实现这样的提升，IMX709又拥有哪些“独门绝技”呢？下面我们来仔细聊聊。

02 同样是定制CMOS，这颗IMX709有何不同？

对于手机影像领域来说，定制CMOS传感器并不是个陌生的词汇，此前也有一些手机品牌在后摄上使用了定制CMOS传感器。但此定制非彼定制，OPPO这次与索尼共同深度定制的IMX709和之前的那些定制CMOS传感器并不相同，其重点就在于新一代RGBW设计与“算法硬化”。

为了优化暗光环境下的成像质量，OPPO对于如何增加进光量已经探索多年。早在2015年5月，搭载上一代RGBW技术的OPPO R7 Plus正式发布。通过优化传统像素排列方式，R7 Plus实现32%的感光度提升，同时降低78%的噪点，大幅提升手机在暗光环境下的成像表现。但上一代RGBW技术在实现了感光性提升的同时，也带来了猜色难、色彩失准等问题。

为了解决这一问题，OPPO影像研发团队创造性地将自研四合一像素聚合技术与RGBW像素排列方式相结合，研发出了全新的RGBW像素排列方式，在每组4个子像素中引入2个W像素，从而让每个像素都能具备R（红）、G（绿）、B（蓝）和W（明度）信号的识别能力。无论何种拍摄环境，W 像素捕捉到的明度信息都能被充分利用，从而大幅提升手机暗光拍摄表现。

在四合一像素聚合技术的基础上，得益于全球领先的22nm制程工艺和DTI像素隔离技术，全新RGBW传感器能够有效解决算力不足、信号串扰导致的偏色和伪色等问题。大幅提升感光性能的同时，带来高画质保证。

同时为了提升算法执行效率、降低运算功耗，OPPO将自研四合一像素聚合等一系列算法写入传感器硬件，形成独具优势的“图像处理单元”。这也是手机行业首次实现自研影像算法“硬化”。OPPO自研图像处理单元运行着包括OPPO自研四合一像素聚合算法、RGBW还原算法等在内的一系列算法，影像处理效率更高，对不同SoC平台的兼容性也更高。

得益于OPPO与索尼的深度合作，这一“图像处理单元”已经封装在全新RGBW传感器——IMX709中。也正是通过这枚CMOS传感器，Reno7系列前置的超感光猫眼镜头能够为用户带来暗光环境下拍摄人像视频时的多项提升和增益。

03 写在最后

OPPO Reno7前摄IMX709猫眼镜头的推出不是偶然，恰恰是OPPO对用户需求的深刻洞察和多年影像技术积累的体现。通过软硬件结合的方式，OPPO Reno7将手机前摄的暗光拍摄能力又向前推进了一步，改善用户在暗光场景下的拍摄体验。同时，OPPO为前摄定制CMOS传感器这一行动相信也能带动行业发展，让用户获得更好的前摄拍照体验。

传力传感器BSS-1TSS ESH：压力传感器的偏移和增益误差

许多压力传感器 使用微机电系统(MEMS)技术，它们由4个采用惠斯顿电桥结构连接的压敏电阻组成。当这些传感器上没有压力时，桥中的所有电阻值都是相等的。当有外力施加于电桥时，两个相向电阻的阻值将增加，而另两个电阻的阻值将减小，而且增加和减小的阻值彼此相等。

遗憾的是，事情并非如此简单，因为传感器存在偏移和增益误差。偏移误差是指没有压力施加于传感器时存在输出;增益误差指传感器输出相对于施加于传感器外力的敏感程度。典型传感器一般规定激励电压为5V，具有2mV/V的标称满刻度输出。这意味着在激励电压为5V时，标称满刻度输出为：2mV/V × 5V = 10mV，偏移电压可能是0.2mV，或满刻度的2%;最小和最大满刻度输出电压可能是5mV和15mV，或标称满刻度的±50%。

基本信号调节电路由一个仪表放大器和一个模数转换器(ADC)组成。仪表放大器将来自传感器的小输出电压放大到适合ADC的电平，然后由ADC将放大后的传感器输出电压转换为数字式，再交给控制器或DSP处理。仪表放大器可以用来避免桥过载，而这种过载会改变传感器输出电压值。

传感器的满刻度输出即最大输入，能够在放大器输入端看到。当传感器输出处于满刻度时，ADC输入应该接近其满刻度值，这个值通常就是ADC的参考电压VREF。