手机摄像头未来演进:一个不够两个

导读 手机摄像头的未来发展:一个不够两个1300万像素,F2 2光圈,背照式传感器,6P镜头加光学稳像,ISOCELL,Focus Pixel,相位对焦,PureVie

手机摄像头的未来发展:一个不够两个

1300万像素,F2.2光圈,背照式传感器,6P镜头加光学稳像,ISOCELL,Focus Pixel,相位对焦,PureView——。不可否认,这么多年来智能手机的后置摄像头在技术上已经疯狂,这让它变得更加完美。

这也给智能手机厂商提出了更高的技术挑战:如何让下一代智能手机产品拍照,再次给用户惊喜?毕竟由于手机物理体积的限制,很难增加摄像头的CMOS和镜头的尺寸,换句话说,也很难增加进入的光量和CMOS单个像素的面积。在这种情况下,盲目增加像素会减少单个像素的面积,并恶化灵敏度,导致成像质量下降。

因此,提高手机相机的成像质量,关键在于提高CMOS的光敏性。这与进入镜头的光量和CMOS单个像素的面积有关(面积越大,灵敏度越好)。还有,由于手机镜头的面积很难扩大,手机厂商绞尽脑汁,想尽办法提高CMOS的光学利用率,于是采用了背照式传感器(因为这种技术“使光电二极管背面的金属布线,光线可以照在光电二极管的受光面上不受阻碍”)。

以下比较了iPhone手机、单反相机和其他手机的像素大小:

Iphone 6/6加1/3",尺寸4.83.6 mm,32642488 px,像素尺寸1.47 m;

诺基亚808,1/1.2英寸,尺寸10.87.5 mm,7712 5360 px,像素尺寸1.4 m。

Galaxy S5,1/2.6英寸,尺寸5.273.96 mm,53122988 px,像素尺寸1.0m.

Lumia1020,1/1.5英寸,尺寸8.8 x 6.6 mm,7712 x 5360 px,像素尺寸1.14 m。

索尼Z1/Z2/Z3,1/2.3英寸,尺寸6.16 x 4.62 mm,5248 x 3936 px,像素尺寸1.17 m。

但是,也有一个矛盾,就是如果像素面积更高,CMOS尺寸不增加,其像素数会减少33,354。不仅仅是增加像素大小。比如HTC的UltraPixels技术,像素大,但也牺牲了画面的细节,被评价为“忽略一件事,失去另一件事”。因此,总的来说,手机摄像头的成像困境在于:

在尽可能不增加相机尺寸的情况下,保持较高的像素,尽可能保证像素的面积,提高镜头的光学利用率。

2014年初,试图让手机图像质量媲美单反的以色列初创团队Corephotonics在MWC展示了其双摄像头技术,这是一个有趣的解决方案。此前有传言称,苹果将采用该公司的技术,为下一代iPhone配备双摄像头——,可以在不牺牲画质的情况下提升iPhone摄像头的像素。

每个摄像头有800万像素,每个摄像头都有独立的光学模块,一个用于广角,一个用于长焦,可以实现无损光学变焦。拍照后,Corephotonics技术会对比两台相机的图像,挑出成像知识较好的像素,然后合成一张1300万像素的照片。

现在,高通已经与Corephotonics合作,为智能手机制造商提供双摄像头技术解决方案。在此前由高通举办的发布会上,鲍善泉透露,Corephotonics为高通提供了两个摄像头和一些算法,而高通则提供了后处理硬件盲算法。他还解释了双摄像头的工作原理:

工作原理是两个摄像头同时输入视频流,处理器会进行比较,看什么时候切换镜头。在近处使用短焦距镜头,在远处使用长焦镜头。

目前双后置摄像头的手机包括华为最近发布的HTC One M8和荣耀6 Plus。此外,有传言称华硕的新车型还将配备双摄像头。

HTC One M8除了拥有超像素摄像头之外,还增加了一个用于捕捉景深信息的摄像头,从而实现了对焦前拍照的UFocus功能。

荣耀6 Plus配备了两个800万像素的平行摄像头,其实是两个独立的模块,光圈和焦距不同。在拍摄近距离和远距离图像时,会分别调用不同相机的功能,使图像更加清晰。此外,在夜间拍摄模式下,一个摄像头长时间爆炸,另一个摄像头短时间爆炸1/15秒,使得夜间拍摄的照片质量更高。同时还可以模拟景深等信息,使得照片的玩法更加丰富。

可以看出,华为的双摄像头方案与Corephotonics的技术非常相似。根据荣耀6 Plus的综合评价,这款手机的成像质量不错,但是镜头一旦对准远处的物体,拍照需要一定的等待时间。另外,荣耀6 Plus虽然成像质量高,但物体的边缘处理不够好。

无论如何,对于手机摄像头的进化来说,除了拼命提升CMOS传感器的性能之外,多摄像头即时合成图像可能是另一个有趣的方向。最起码手机厂商可以用更低的成本来提升像素和画质。

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