智能手机市场在很大程度上已趋于成熟,基本形态的改进空间所剩无几。当然,苹果公司(Apple)预计将在明年推出iPhone Fold,分析师们希望苹果转向折叠屏领域或许能最终推动这种形态走出小众市场,进入主流视野。

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即便如此,折叠屏技术问世已近十年,仍缺乏打造真正差异化产品所需的“爆点”。在此背景下,包括苹果在内的智能手机原始设备制造商正日益转向下一代摄像头技术以寻求差异化。而三星(Samsung)可能终于为这一差异化难题找到了解决方案。

一家韩国媒体目前报道称,三星正在研发一款全局快门级别的高清图像传感器,该传感器将使得包括苹果未来iPhone在内的下一代智能手机能够准确捕捉高速移动的物体。

目前,智能手机使用卷帘快门来拍摄高分辨率图像。然而,在尝试捕捉高速移动的物体时,由于像素线是顺序曝光以读取输入数据的,卷帘快门会产生图像失真。相比之下,全局快门中所有像素线同时曝光以读取输入数据,从而能够一次性捕捉整个画面。这种方法可以实现对高速移动物体的准确呈现。

迄今为止,由于结构复杂且需要增大像素尺寸(这又会损害分辨率保真度),在智能手机中实现全局快门技术一直很困难。然而,三星通过为一款1200万像素、卷帘快门镜头的1.5微米像素间距引入新的像素结构,成功在智能手机摄像头传感器的限制内实现了全局快门技术。

通常,智能手机摄像头传感器在模数转换器处将像素的模拟信号转换为数字信号,但三星设计了一种结构,将模数转换器嵌入像素本身,从而创建了像素级模数转换器。

当然,这种方法不可避免地增大了每个像素的尺寸,目前此类最小像素的尺寸约为3微米,而高端智能手机摄像头中常见的像素尺寸通常为1.5微米。为了克服这一障碍,三星保留了1.5微米的像素,但将其打包成2x2的捆绑单元,从而有效地创建了一个3微米的基本单元。

一位三星官员对此方法解释如下:

“这是一种4个像素共享一个模数转换器的结构;在这种情况下,只有对应于2x2的部分像卷帘快门一样顺序操作,其余部分可以作为全局快门操作。”

该官员接着指出:

“然而,由于包含了卷帘快门操作,会有轻微的图像失真,因此不能被视为完美的全局快门。我们从中提取了光流(当相机或拍摄对象移动时图像内每个像素的亮度变化)并进行了运动补偿。通过应用包含该算法的运动补偿,即使在非常小的像素间距下,具有全局快门特性的高分辨率图像传感器也成为可能。”

三星计划在明年2026年的国际固态电路会议(ISSCC)上展示这些研究成果,该会议常被称为半导体电路的奥林匹克。与此同时,苹果似乎对此技术表现出浓厚兴趣,其关于在iPhone上搭载全局快门传感器的专利就是明证。

当然,苹果三星也在合作开发下一代互补金属氧化物半导体图像传感器。互补金属氧化物半导体传感器是一种通过数百万个光敏像素阵列捕获光子,将光转换为数字图像的芯片。每个像素包含一个用于收集光的光电二极管和一个用于放大电荷并将其转换为电压信号的集成电路。

此外,正如我们最近提到的,三星现已为其新的“DeepPix”互补金属氧化物半导体摄像头传感器提交了数份商标申请,这表明它可能终于准备逐步淘汰其老化的ISOCELL传感器。

我们最近提到,苹果即将推出的iPhone Fold很可能配备屏下摄像头,分辨率达2400万像素。这款折叠屏手机的显示屏预计还将采用封装层上彩色滤光片技术,从而实现更薄的显示屏、更高的亮度效率、更高的分辨率和更轻的重量。

同样,苹果也很可能将用于面容ID原深感摄像头系统置于iPhone 18的显示屏下方。为此,苹果打算在传感器正上方的显示屏部分使用“拼接微透明玻璃”,以允许足够的光线通过。

另外,预计于2027年发布的苹果iPhone 20被广泛认为将配备1亿像素的横向溢出积分电容器摄像头传感器。横向溢出积分电容器是一种互补金属氧化物半导体,在捕获入射光线并将其转换为数字图像方面效率要高得多。它通过同时捕捉低光细节和高光亮点且无噪点来实现这一点,从而解决了光敏度和饱和信号之间固有的权衡问题。显然,苹果似乎决意在未来利用高科技摄像头来与其他智能手机形成差异化。


文章标签: #三星 #苹果 #摄像头 #传感器 #全局快门

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