聊聊手機攝像頭硬體發展的新趨勢劉延

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隨著全面屏的流行，前置攝像頭的小型化成為手機廠商重點研發方向之一；同時，拍照已經成為各家廠商區分於別家廠商的重要賣點，記錄生活記錄美，是每一個手機用戶的剛性需求。手機廠商中，從華為的定製感測器，到2018年虹軟的合作客戶少了vivo，再到小米收購美圖品牌，建立自身優勢，形成差異化競爭也是相機研發重點之一。今天，就先來聊聊手機攝像頭硬體未來發展的兩個新趨勢。

前置攝像頭——更小

真·屏下攝像頭目前還處於研發階段，目前只有兩家廠商在微博上發了些概念視頻，在輿論範圍內誘惑誘惑大家；能拿出來真機展示的，目前只有OPPO一家，從一般行業內的慣例來說，樣機完成距離大規模量產還有一段時間。真屏下攝像頭技術和相機模組的關係相對小一點，和顯示面板廠商關係更大，手機廠商可能需要與屏幕廠商共同定製產線，技術實現和協調難度巨大。所以整體來看，這項黑科技距離穩定量產級別還有待時日。

因此，打孔屏和水滴屏仍會是屏下攝像頭的暫時妥協方案。水滴屏屬於劉海屏的進化版，攝像頭被鑲嵌在水滴形的屏幕切割後的凹槽里，打孔屏更像是真·屏下攝像頭的預演，這項技術已經開始需要面對由於正面的蓋板玻璃以及顯示面板帶來的光學上的畫質損失。

打孔屏的設計能在真·屏下攝像頭成熟之前，儘可能的提升屏佔比，同時盡量不影響顯示內容。當然，目前打孔屏的孔還是有點大。最早深天馬的展示機，打孔屏的前攝孔佔據屏幕一角，非常影響觀感。三星Galaxy S10的孔徑在4mm左右、A8S的孔徑超過6mm，榮耀V20已經是LCD屏幕裡面開孔直徑很小的了，也在4.5mm左右；千元機的vivo Z5X孔徑為4.59mm。

在這種形態下，廠商想要提升屏佔比，就需要從縮小孔徑出發，縮小孔徑的途徑一方面是提升開孔技術，縮小攝像頭邊緣區域，這個技術從通孔到盲孔再到封裝，都需要屏幕模組廠商和相機模組廠商的配合。

另一方面就是盡量縮小攝像頭的物理尺寸。在打孔屏設計下，需要縮小攝像頭的前端的鏡頭組大小。目前主流的前置攝像頭鏡頭直徑約為2.8mm，於是三星往上再推了一層，從相機模組推到了定製化鏡頭。目前在三星的推動下，大立光的2.2mm鏡頭已經研發完畢，等待今年下半年出貨。從直徑上看，2.2mm直徑鏡頭所佔用的屏幕面積比2.8mm小約40%，但成本則是原來2.8mm直徑鏡頭的2倍以上。如果有利可圖形成市場優勢，廠商自然會投入研發。

從鏡頭的角度，盡量降低打孔對屏幕觀感的影響。同時大立光的2mm鏡頭也正在研發中，預計將於2020年出貨，到時候，打孔屏的前攝孔面積更小，屏幕正面的觀感也會更好。 在2020年，真屏下攝像頭可能將迎來技術應用，商用產品可能將開始小規模出貨。屆時，屏下攝像頭和升級版挖孔屏又將迎來新一輪對戰。

後置攝像頭——更大

在Quad Bayer陣列技術的引領下，手機的像素數量進入了新時代，華為P20系列是第一個吃螃蟹的，在新款定製感測器的幫助下，華為登頂DXOmark Mobile屠盡對手。隨著三星、索尼、甚至豪威科技（OmniVision）的Quad Bayer感測器普及，四千萬及以上級別像素的手機比比皆是，甚至早已殺入千元機。高像素也給手機處理能力帶來了一定的壓力，但手機廠商和供應鏈廠商都將這種壓力轉化為動力，在像素上勇攀新高。 三星早已推出6400萬像素的Quad Bayer陣列的感測器，但八位數的像素，震撼程度可能還是不夠。

從供應鏈得到的消息表示，大立光正在研發一款8p鏡頭，這款鏡頭用於配合一塊1.08億像素的感測器，目前鏡頭和感測器已經開始出貨。如果單個像素尺寸為0.8um，那一億像素感光器的大小將高達1/1.1英寸，這比喪心病狂的諾基亞Pureview 808更大，僅比松下的一英寸CMOS手機小，如果非要塞到手機上，為保證其光學質量和通光口徑的鏡頭也會極其龐大，手機厚度和體積也可能失控。

因此個人猜測，這款圖像感測器尺寸將比0.8um小一檔，約為0.7um。這樣感光器尺寸大小約為1/1.4英寸——比目前P20/P30系列上的那顆IMX600的感光面積還大，但是比上面算出的1/1.1英寸小不少，至少能塞進手機。

但手機的圖形性能有限，如何處理一億像素也將成為廠商面前的難題。如果這1.08億像素全輸出，手機需要處理的信息量大約是目前1200萬像素手機的8倍。以多幀見長的三星，S9開始，其弱光拍攝也不過是12張分三組合成，單次處理量為1.44億像素。一億像素，還想要多幀合成，怕是太難了，手機處理不過來。絕大部分情況可能僅僅是對2700萬像素——四合一後的結果——進行處理。

而一億像素，另一個問題來自於圖像感測器本身。根據三星官方的ISOCELL Plus說明，ISOCELL Plus技術可以進一步阻隔不同像素之間的光線。但在實際生產製造過程中，目前相對成熟工藝依然停留在0.8um級別，0.7um下的不同像素之間光線、信號之間的干擾屏蔽程度依然不及0.8um甚至1um級別成熟。其最終成像質量將無法保障。

如果這款機器真的推向市場，一億像素的宣傳效應很可能會大於其成像質量上的提升，但其示範效應可能會讓其他廠商開啟一輪「像素大戰」。而在目前處理能力下，「像素大戰」的廣告效應也可能大於其成像質量的提升。這些，可能並不是一件好事。

總結

真·屏下攝像頭距離大規模應用還有一段距離，在此之前，縮小前置攝像頭體積以提升屏佔比將成為前置攝像頭硬體進化的重點方向之一。後置的主攝像頭，隨著Quad Bayer陣列圖像感測器的流行，將會陸續採用此類高像素感測器，其單感測器原生像素可能突破1億；如果一億像素圖像感測器手機大賣，市場將有望迎來新一輪「像素大戰」。

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