下一代手机摄像头会是什么样子?


编者按:本文来自微信公众号“DoNews”(ID:ilovedonews),作者:maomaobear,36氪经授权发布。

日前,随着小米10的发布,OPPO,Realme和华为都加快了新机发布的步伐。Realme的X50 Pro 5G和华为的P40都会在月底前发布。

有消息称华为的P40订制了一颗1/1.3寸,5200万的CMOS,可以采用四合一和16合一的采样,实现低像素下的高画质。会再次提升智能手机的拍照水平。

小米10已经使用了1/1.3寸,1.08亿像素的CMOS,三星也用了这颗CMOS的改进版本,只是从四合一变为九合一。如果华为再用1/1.3寸的5200万CMOS,那就意味着2020年智能手机行业的主摄从2019年1/2寸,1/1.7寸升级为1/1.3寸。

那么,2021年手机摄像头会是什么样子呢?未来手机的摄像头或者说摄像模组会是什么样子呢?

一、 主摄像头的进化

智能手机很长时间都是只有一个后置主摄,从200万开始,经过320万,500万、800万、1300万、1600万、1200万的发展,基本固定到了1200万很长时间。

这是因为,很长一段时间手机CMOS的面积没有扩大,在CMOS面积不变的情况下,增加手机像素数,会让画质下降。

所以,经过一段时间发展,手机基本都在1/2.6寸CMOS,1200万像素的水平。

这个像素大约是4000*3000的分辨率,恰好可以满足4K视频3840*2160的需求,周围还有些余地。所以1200万被用了很长时间,iPhone11和三星note10依然用1200万像素。

其实,早在2012年,诺基亚就尝试过更大CMOS,更高像素,诺基亚808用1/1.2的面积实现了4100万像素,取得了非常优异的画质,但是随着诺基亚的消失,这个路线停滞了很长一段时间。

一直到2018年,华为收购了诺基亚的团队,智能手机才重新向高像素进化。

华为P20pro,用1/1.7寸的面积实现了4000万像素,用绝对的画质优势,重新启动了智能手机的主摄的进化。

之后,有了4800万像素,6400万像素和今年的1亿像素。

手机CMOS面积也重新进化到了1/1.3寸。

二、 下一代主摄像头会有多大?

对于智能手机来说,CMOS的大小受到法兰距的影响,不能做太大,因为太大意味着手机的摄像模组过厚。

在2018年以前,由于金属机身的广泛实用,手机厚度一度都在8mm以下,如果摄像模组做得太厚会凸出很多。

而到了2019年,大量手机都采用了玻璃机身,本身就比较厚重。9mm以上的很多,这样超过10mm的镜头模组就不突兀了。这才可能用比较大CMOS。

未来,1寸可能手机CMOS面积的极限,在镜头技术没有特别突破的情况下,镜头模组厚度大约要有15mm,即使机身厚度达到10mm,15mm也会凸出比较高。这应该是手机的极限了。

1寸的CMOS,如果用现在0.8微米单位像素面积的技术,那么像素数会达到1.92亿。单位像素的成像品质与现在主流的4800万,6400万的摄像头相同。

在强光下,这颗CMOS的信息量会是现在主流4800万的四倍,细节多四倍内容。

日常拍摄,这颗CMOS,可以用4800万出图,单位像素1.6微米。这个单位面积,已经可以满足各种需求。

在低光或者要求高画质的地方,这个CMOS可以1200万出图,单位像素3.2微米,画质会前所未有的纯净。而且这种模式下,单个像素点包含完整RGB信息,可以不用拜尔排列的算法猜测颜色,色彩也可以更准确,类似于适马的单像素包含完整RGB信息。

在拍摄8K视频的时候,这个规格可以直接用四合一的模式拍摄,无须软件差值。在四合一模式下,它的分辨率是8000*6000,而8K需要7680*4320,它的像素数足够了。

在拍摄4K视频的时候,这个规模可以用16合一模式,画质会和1200万拍照的时候同样出色。

所以,下一代手机主摄CMOS的规格很可能是1寸面积,1.92亿像素,可以四合一,可以16合一出图。

三、 下一代的摄像头模组会是什么样子?

现在手机已经是多摄了,一般要包括一颗等效焦距14mm左右的超广角,一颗等效焦距28mm左右的广角主摄,一颗或者两颗长焦镜头。

从需求来说,不同摄像头应该有同像素的出图模式。

苹果iPhone11就是不同摄像头都是1200万像素,可以无缝切换。

所以,主摄可以1200万出图,广角和长焦也应该1200万的模式。

理论上,所有的CMOS都是越大越好。但是这里有一个成本的问题。

超广角的CMOS理论上可以做的和主摄一样大,但是这样显然会很贵。而超广角有一定的畸变,日常实用范围不广,所以用一颗1/2寸的4800万CMOS就足够了。

长焦本来是很难做大的,长焦的镜头部分比较长CMOS太大,镜头甚至会超过主摄镜头的厚度。

而潜望镜镜头可以解决这个问题,用潜望镜镜头做90度折叠。就可以塞下1/2寸的4800万CMOS,等效焦距可以比较容易的做到84mm左右。

这样从14mm到84mm,就有6倍的光学变焦了,而且三个镜头,都可以用1200万,4800万模式拍摄,可以无缝切换。手机可以在不同焦段拍摄4K,8K视频。这就比较理想了。

所以,未来的镜头模组,会是至少三摄,可以在同样像素下自由切换。

2021年会有厂商选用这个方案吗?我们拭目以待。

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