探寻手机镜头的极限

2014-02-13 admin1 62

        一、手机摄像头的发展历史

  手机摄像头最早出现在日系的手机上,诺基亚7650是最早把手机摄像头带到全世界面前的产品。早期手机摄像头只是玩具,记录生活都是不够格的,外出旅游数码相机还是必须要带的。但是随着技术的发展,和摩尔定律的必然,手机 摄像头的品质越来越好。这方面,日系靠常年在数码拍摄方面的技术积累和激烈的内部竞争最早出头。

  当国内还用着30万摄像头手机的时候,日系的卡西欧已经推出了320万像素,1/1.8寸CCD的高品质拍摄手机。当日系产品进入中国市场的时候,非常惊艳,sharp的903sh直到7年以后,依然是二手手机市场的热门货,同期的手机二手价格不到100元的时候,903sh的二手依然在千元。

  韩系紧跟日系,三星早期直接实用数码相机模块推出M系列,早早从320万一路到了千万像素,而后开发单独的模块推了G600,后续产品一直到今天的银河2。

  诺基亚在早期非常狼狈,但是知耻后勇,与卡尔蔡司实验室合作,经过不成功的前两代产品,到了N95翻身,一直到后来的N8和今天的808。

  苹果公司的一代二代都惨不忍睹,iphone4之后达到主流水平,而iphone4s终于达到了替代普通数码相机的水准。

  二、手机摄像头的品质问题

  从原理上看,手机摄像头与数码相机没有本质区别,都是镜头、感光元件、处理芯片。理论上两者的效果也没有本质区别。很以以来,手机画质不如数码相机的根本原因在于元件的品质和体积的限制。

  大部分数码相机,即使是便携DC,感光元件的尺寸都在1/2.5寸以上,而手机大多是1/3寸以下,即使同等品质的镜头,感光元件越小,画质越差。这是手机拍摄长期不如DC的主要原因。

  镜头方面,数码相机的镜头品质即使差也不会离谱,而手机摄像头的镜头差起来直逼电脑摄像头。要做好则需要成本和技术。

  此外,手机的主要功能还是电话,手机给摄像头留出的空间不大,再加上手机越来越追求超薄,摄像头要把品质最好就更难。这就让手机的拍摄品质更难保证。

  但是手机也有手机的优势,手机大多是定焦镜头,画质相对于变焦镜头有天然的优势。手机镜头小,可以使用非玻璃的镜片,而不用考虑热胀冷缩,小镜头可以达到更高的加工精度,从而有更好的光学性能。

  也就是说,如果不考虑变焦的话,手机镜头认真做,感光元件大一点,画质就可以比普通DC更好。

  三、品质较好的拍照手机

  500万像素时代,诺基亚N95使用了1/2.5寸的大面积感光元件和卡尔蔡司认证镜头,拍摄效果在当时鹤立鸡群。而之后的产品多有缩水。直到1/1.83寸的N8和1/1.2寸的808才有所突破。

  800万时代,iphone4s虽然面积只有1/3寸,但是背照式CMOS在同等尺寸可以采集更多的光线,加上品质更好的镜头,同样取得了出色的效果,而三星9300、OPPO find3,照瓢画葫芦,同样使用索尼的这个背照式CMOS和品质不错的镜头,同样有出色的效果。

  值得一说的是altek做为相机厂商,也出了一系列移植相机模块的手机,基本达到DC的一般水准,而且带光学变焦。

  到目前为止,诺基亚的808靠最大的感光元件和高品质的镜头,处于手机拍照王者的地位。

  四、808的核心技术

  诺基亚808成像好的关键在于1/1.2寸的CMOS,而卡尔蔡司与诺基亚合作的精华在于卡尔蔡司设计的镜头组。

  覆盖1/1.2寸CMOS的高品质镜头,可以封装在2cm*2cm*1cm的空间之中,4100万像素更多是噱头。镜头才是成就808的根本,大面积CMOS不是什么先进技术,能塞进手机之中还能配上手机能装下的镜头才了不起。

  五、极限在哪里?

  诺基亚808手机镜头部分的厚度高达17mm,这一部分要归咎于诺基亚落后的结构设计和材料选用,其他厂商做也许能控制在15mm甚至更薄。也就是说如果镜头部分厚度再大一点,可以塞下更大的感光元件。事实上20mm的直板手机不是没有人做过,只是镜头部分凸出到20mm,机身部分依然在10mm,并不影响使用。

  在1/1.2寸以上的规格是1寸,也就是尼康cx标准,索尼RX-100也使用了这个标准。手机是有可能塞下这个面积的CMOS的。

  808使用了4100万像素,但是没有用背照式CMOS,索尼RX-100像素只有2000万,而且是背照式CMOS,理论上比808有更好的单像素画质。事实上,索尼RX-100的样张比诺基亚808要好得多。

  所以,在目前的技术水平下,在可接受的镜头部分厚度下,1寸的背照式CMOS加上高品质的镜头可以带来手机拍照的极限效果。

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