這才是黑科技 帶你了解三星全新ISOCELL感測器技術

2017 世界移動大會上海 MWCS 展會上，三星 ISOCELL 圖像感測器部門公布了全新的四個技術子品牌，包括 ISOCELL Bright（亮）、ISOCELL Fast（快）、ISOCELL Slim（薄）及 ISOCELL Dual（雙），每一個技術子品牌都針對特定的市場，而 ISOCELL Dual 無疑暗示了今年 Galaxy Note 8 雙攝像頭配置。

不過，你對於三星的 ISOCELL 圖像感測器有多少了解呢？下面我們通過三星的介紹來做個最簡單的了解。

三星 ISOCELL 是什麼鬼？

三星自家的圖像感測器品牌，就是以 ISOCELL 為命名，不過這是一種技術名稱，因為三星在 2013 年首次發布了 ISOCELL 技術，聲稱該技術讓傳統 CMOS 圖像感測器的結構有了革命性的變化，讓所有像素能聚集更多的光線，是一項突破了性能瓶頸的新技術。

ISOCELL 主要取意於「隔離（isolate）」和「細胞（cell）」，從技術層面上來講，就是通過在圖像感測器里的像素之間形成一道絕物理性絕緣體，來有效的防止進入像素的光信號外漏。除此之外，因為有了屏障的存在，所以進入像素的光信號互相之間的串擾影響也被大大降低，從而提升了圖像清晰度和色彩表現，即便使用較小的像素也能實現出色的圖像質量。

了解傳統的背照式（BSI）CMOS 的應該知道，該技術就是將晶片掉轉方向，讓光線首先進入感光二極體，從而增大感光量，顯著提高低光照條件下的拍攝效果。但背照式技術在接收大量光線和色彩后，在相鄰兩個像素之間容易混合互相影響。而 ISOCELL 技術克服了背照式的缺點，通過在像素之間形成一道物理屏障來解決光信號互相影響的問題。

三星第一款使用 ISOCELL 技術感測器的智能手機是 Galaxy S5 旗艦。當時三星為了解釋ISOCELL 技術，還做了類似上面的圖。看圖就很容易理解了，左側背照式 CMOS ，通過透鏡接收進來的光信號容易發生串聯現象從而造成相互間的干擾，而右側使用了 ISOCELL技術的圖像感測器里，由於設置了物理性屏障，所以光信號不會跑到其他像素塊里去。

三星稱，ISOCELL 技術干涉現象相比傳統背照式減少了 30% 以上，提高了色彩還原度，同時還增大了 30% 的受光面積，即使在光線不足的陰暗環境下也能拍出色彩鮮明的照片。

ISOCELL 亮、快、薄和雙有什麼特點呢？

- ISOCELL Dual

隨著智能手機攝像頭的發展，尤其是工藝和像素，在創新技術下雙核已經變得越來越流行，大量廠商開始使用兩顆攝像頭組成雙攝拍照系統。ISOCELL Dual 使用的就是當下非常流行的彩色鏡頭搭配黑白鏡頭的組合方式，其中 RGB 彩色感測器負責基本功能，BW 黑白感測器主要用來收集光量。

正常來說，傳統配備單個感測器在光線特別不足的地方，十分容易拍出高噪點的照片。但根據三星介紹，ISOCELL Dual 技術首先能幫助在「暗光環境中拍出明亮且色彩鮮明的照片」，因為黑白感測器能更好的感知明暗細節，並和用彩色感測器拍攝的圖片相結合，得到色彩更加充足的照片，讓圖片變得更加鮮明。

三星展示的 ISOCELL Dual 技術使用的是 2 個 1300 萬像素的感測器，均支持三星自動對焦技術，同時當個像素尺寸都是 1.12 µm，比在 Galaxy S8 上的 1.4 µm 小很多，畢竟是雙攝折衷是必須的，同時所搭配的是 f/2.0 光圈的的鏡頭，進光量也比 S8 旗艦更少。因此很多人疑惑，Note 8 如果是這樣的配置，也就能提升夜拍而已。不過三星表示，這並非固態雙攝組合，自家的技術其實可以混合感測器搭配各種組合，不一定是展示配置。

因為可以有多種組合，所以三星表示 ISOCELL Dual 技術還能夠提供「光學變焦 」功能，通過搭配一個 1 到 2 倍的廣角鏡頭和一個長焦鏡頭，再通過特別的演算法將兩張照片進行合成，就能得到光學變焦的效果。另一個 Dual 技術提供的特色功能則是「選擇性對焦」功能，使用彩色感測器和調節景深的感測器相結合，就可以獲得有景深信息的照片。就是我們常說的先進行拍照，拍完照之後再選擇我們想要的對象進行對焦。

- ISOCELL Bright

ISOCELL Bright 感測器的技術，具體所指的就是光線特別不足，低光或暗光環境下，依然提供高色彩保真度和超低噪點的明亮清晰的圖像。不過，三星並沒有透露太多 Bright 感測器設計的細節，包括具體規範。

按照正常來理解，三星應該會在 Bright 中使用稍大尺寸的感測器來設計 ，以確保能夠捕獲更多的光。單個像素有可能會是 1.4 µm 的尺寸，這個基本上是智能手機最適合不過的像素尺寸了，從基礎規格創造優勢。

不過，這些只是其中一種解釋。繼續翻看三星過去的解釋，不難發現三星在 Bright 的介紹中其實已經提到，他們運用到了一個名為 Tetracell 的技術，利用相鄰 4 個像素合併為 1 個大像素，來生成 1 個 RGB 顏色信息。ISOCELL 感測器能夠收集更多、更準確的色彩信息，增強了 FWC（Full well capacity），從而提升感光度，實現降噪。

三星表示，ISOCELL Bright 技術在低光環境下拍出的更加明亮的照片，與大像素構成的圖像感測器相比，改進后的 FWC 提升高達 40%。同時，Tetracell 技術能使光靈敏度提升 20%，保證暗光的照片明亮清晰。

- ISOCELL Fast

三星在 Fast 感測器技術中，一定會使用 PDAF 相位檢測對焦技術，即通過計算檢測被拍攝對象的相位差來進行對焦的方式，而且還會加入引以為傲的 Dual Pixel 技術。傳統 PDAF 對焦配有大概 5% 像素點用來測定位相差的像素點，但 Dual Pixel 是所有的像素點都支持測定相位差，提供更快的對焦速度。

至於其中的技術原理，三星解釋稱，「一般來說，像素里有一個用來聚集光線的圖像二極體，但在 Dual Pixel技術中心，每個像素都有兩個圖像二極體，通過比較這兩個二極體各自接收到的光信號來測定相位差從而完成對焦。因此，所有的像素都可以被用來進行對焦，同時也能接收形成圖片的光源信號。」

總而言之，ISOCELL Fast 技術正是通過這種 Dual Pixel技術，來提供更快更準確的自動對焦。讓每個像素都可以被用來生成圖像，也讓智能手機的拍照時更加符合所拍對象快速移動的狀態，帶給用戶更佳的拍攝體驗。

三星甚至自豪的表示，自家的 Dual Pixel 技術不僅比傳統的 PDAF 自動對焦對速度提升 4 倍，而且即便在只有 1lux 的黑暗環境下，也支持自動對焦。

- ISOCELL Slim

三星很清楚，消費者不喜歡看起來很像相機的手機，而且可突出的攝像頭卻讓人愛不起來。所以，三星推出 Slim 薄的技術，確保在保持纖薄機身的同時，也能擁有強大拍照功能的攝像頭。三星是如何在纖薄機身和高像素大體積感測器之間做出平衡的呢？

為了讓小尺寸的圖像感測器實現高像素，三星給出的最直接的做法就是將每一個像素的體積都變小，從而保證攝像頭模組功能依然強大。其實也還是 ISOCELL 技術熟悉配方，例如 2015 年三星成功開發出由 1.0 µm 像素組成的 1600 萬像素圖像感測器，三星將像素的尺寸減小到 1.0 µm，即百萬分之一米，因此讓感測器內部能夠塞進 1600 百萬個 1/3.1 英寸大小的像素。

具體薄在那裡呢？三星表示，傳統 1.12µm 1600 萬像素感測器，相機模組厚度 6mm，而同樣像素的感測器，三星則能設計出 5mm 以下厚度的相機模組，因此智能手機機身厚度也將能夠設計的更薄。

可能很多人還是不明白為什麼要更小的單個像素尺寸，畢竟越小能吸收的光量也會減少從而導致照片畫質降低，而且進入 RGB 像素的光信號之間很容易發生干涉現象。但正如開頭所說，三星自家的 ISOCELL 技術就是能夠在每個像素之間都設立了獨立的物理屏障，通過將像素互相隔離來最小化干涉現象和減少光信號的損失，實現在減小像素尺寸下能拍攝出高畫質的照片。

小結：品牌重塑只為更成功

ISOCELL 技術並不是三星新推出的技術，現在三星只是對自家技術進行品牌重塑，以保證每一個優勢技術都能有其品牌名稱。這並非是壞事，因為單獨的品牌名稱能夠讓消費者，或者是三星的感測器客戶加深對 ISOCELL 技術的認識，包括相應技術的品牌名稱、性能和特點，以便於滿足自己的需求。

要知道，索尼主推的 Exmor RS/R 感測器，不少產品都深入人心，很多機友大多可以知道具體型號，而三星 ISOCELL 則不然。所以，三星本次品牌重塑在一定程度上對其感測器業務有很大的幫助。