非線性光學(xué)晶體的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
一、手機攝像頭的發(fā)展歷史
手機攝像頭最早出現(xiàn)在日系的手機上,諾基亞7650是最早把手機攝像頭帶到全世界面前的產(chǎn)品。早期手機攝像頭只是玩具,記錄生活都是不夠格的,外出旅游數(shù)碼相機還是必須要帶的。但是隨著技術(shù)的發(fā)展,和摩爾定律的必然,手機 攝像頭的品質(zhì)越來越好。這方面,日系靠常年在數(shù)碼拍攝方面的技術(shù)積累和激烈的內(nèi)部競爭最早出頭。
當國內(nèi)還用著30萬攝像頭手機的時候,日系的卡西歐已經(jīng)推出了320萬像素,1/1.8寸CCD的高品質(zhì)拍攝手機。當日系產(chǎn)品進入中國市場的時候,非常驚艷,sharp的903sh直到7年以后,依然是二手手機市場的熱門貨,同期的手機二手價格不到100元的時候,903sh的二手依然在千元。
韓系緊跟日系,三星早期直接實用數(shù)碼相機模塊推出M系列,早早從320萬一路到了千萬像素,而后開發(fā)單獨的模塊推了G600,后續(xù)產(chǎn)品一直到今天的銀河2。
諾基亞在早期非常狼狽,但是知恥后勇,與卡爾蔡司實驗室合作,經(jīng)過不成功的前兩代產(chǎn)品,到了N95翻身,一直到后來的N8和今天的808。
蘋果公司的一代二代都慘不忍睹,iphone4之后達到主流水平,而iphone4s終于達到了替代普通數(shù)碼相機的水準。
二、手機攝像頭的品質(zhì)問題
從原理上看,手機攝像頭與數(shù)碼相機沒有本質(zhì)區(qū)別,都是鏡頭、感光元件、處理芯片。理論上兩者的效果也沒有本質(zhì)區(qū)別。很以以來,手機畫質(zhì)不如數(shù)碼相機的根本原因在于元件的品質(zhì)和體積的限制。
大部分數(shù)碼相機,即使是便攜DC,感光元件的尺寸都在1/2.5寸以上,而手機大多是1/3寸以下,即使同等品質(zhì)的鏡頭,感光元件越小,畫質(zhì)越差。這是手機拍攝長期不如DC的主要原因。
鏡頭方面,數(shù)碼相機的鏡頭品質(zhì)即使差也不會離譜,而手機攝像頭的鏡頭差起來直逼電腦攝像頭。要做好則需要成本和技術(shù)。
此外,手機的主要功能還是電話,手機給攝像頭留出的空間不大,再加上手機越來越追求超薄,攝像頭要把品質(zhì)最好就更難。這就讓手機的拍攝品質(zhì)更難保證。
但是手機也有手機的優(yōu)勢,手機大多是定焦鏡頭,畫質(zhì)相對于變焦鏡頭有天然的優(yōu)勢。手機鏡頭小,可以使用非玻璃的鏡片,而不用考慮熱脹冷縮,小鏡頭可以達到更高的加工精度,從而有更好的光學(xué)性能。
也就是說,如果不考慮變焦的話,手機鏡頭認真做,感光元件大一點,畫質(zhì)就可以比普通DC更好。
三、品質(zhì)較好的拍照手機
500萬像素時代,諾基亞N95使用了1/2.5寸的大面積感光元件和卡爾蔡司認證鏡頭,拍攝效果在當時鶴立雞群。而之后的產(chǎn)品多有縮水。直到1/1.83寸的N8和1/1.2寸的808才有所突破。
800萬時代,iphone4s雖然面積只有1/3寸,但是背照式CMOS在同等尺寸可以采集更多的光線,加上品質(zhì)更好的鏡頭,同樣取得了出色的效果,而三星9300、OPPO find3,照瓢畫葫蘆,同樣使用索尼的這個背照式CMOS和品質(zhì)不錯的鏡頭,同樣有出色的效果。
值得一說的是altek做為相機廠商,也出了一系列移植相機模塊的手機,基本達到DC的一般水準,而且?guī)Ч鈱W(xué)變焦。
到目前為止,諾基亞的808靠最大的感光元件和高品質(zhì)的鏡頭,處于手機拍照王者的地位。
四、808的核心技術(shù)
諾基亞808成像好的關(guān)鍵在于1/1.2寸的CMOS,而卡爾蔡司與諾基亞合作的精華在于卡爾蔡司設(shè)計的鏡頭組。
覆蓋1/1.2寸CMOS的高品質(zhì)鏡頭,可以封裝在2cm*2cm*1cm的空間之中,4100萬像素更多是噱頭。鏡頭才是成就808的根本,大面積CMOS不是什么先進技術(shù),能塞進手機之中還能配上手機能裝下的鏡頭才了不起。
五、極限在哪里?
諾基亞808手機鏡頭部分的厚度高達17mm,這一部分要歸咎于諾基亞落后的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用,其他廠商做也許能控制在15mm甚至更薄。也就是說如果鏡頭部分厚度再大一點,可以塞下更大的感光元件。事實上20mm的直板手機不是沒有人做過,只是鏡頭部分凸出到20mm,機身部分依然在10mm,并不影響使用。
在1/1.2寸以上的規(guī)格是1寸,也就是尼康cx標準,索尼RX-100也使用了這個標準。手機是有可能塞下這個面積的CMOS的。
808使用了4100萬像素,但是沒有用背照式CMOS,索尼RX-100像素只有2000萬,而且是背照式CMOS,理論上比808有更好的單像素畫質(zhì)。事實上,索尼RX-100的樣張比諾基亞808要好得多。
所以,在目前的技術(shù)水平下,在可接受的鏡頭部分厚度下,1寸的背照式CMOS加上高品質(zhì)的鏡頭可以帶來手機拍照的極限效果。