
自从三星在2000年发布了首款具备拍照功能的手机以来,手机影像技术逐渐受到消费者的广泛关注。如今,随着科技的飞速发展,手机的影像能力已经取得了长足的进步,不仅淘汰了小型数码相机,甚至具备了拍摄8K30fps高清视频的能力。这一切的奥秘,都隐藏在镜头背后的影像传感器之中。
那么,什么是影像传感器呢?
数码影像设备是一套完整的成像系统,主要由影像传感器(也称成像元件)、镜头和处理器三大核心部件构成。影像传感器相当于人眼的视网膜,其性能直接影响所拍摄照片或视频的质量。而消费者关注的手机摄像头像素数量,正是影像传感器的核心参数之一。
如果我们放大观察传感器,会发现它是由众多像素点排列组合而成的。在数码影像发展中,硬件厂商不断追求在保持高画质的基础上提高像素数量。技术上的限制使得在传感器面积相同的情况下,像素数量越多,单位像素密度就越低,单个像素对光线的捕捉能力就会下降,相机的高感画质也会受到影响。如何在提高像素数量的同时保持画质,成为了影像传感器发展的核心挑战。
人们对高像素的需求正在不断加速。无论是大尺寸输出打印,还是8K视频拍摄,都要求传感器拥有更高的像素。例如,要实现8K视频,相机的传感器像素必须达到4400万以上(在传感器4:3的比例下)。如何在高像素下实现更好的画质表现,满足高像素的拍摄要求,同时满足日常拍摄时的画质需求,成为了影像传感器厂商面临的重要问题。
回顾影像传感器的发展历程,我们可以看到数码影像的发展史也是半导体工艺的进化史。从三星推出的世界首款拍照手机SCH-V200的35万像素影像传感器开始,到如今的亿级像素时代,三星一直在不断突破技术极限。
进入智能手机时代,手机拍照功能开始全面普及,成为手机厂商的核心卖点之一。特别是在4G时代,影像传感器的“像素大战”进入白热化阶段,千万像素级的拍照水平已成为行业标配。而三星在近期推出的ISOCELL GN1影像传感器率先实现了5000万像素的突破,具备低光照度感光能力和DLSR级别的对焦速度。
与此人们对于更高像素的呼声不断高涨。三星率先推出了1.08亿像素的ISOCELL HMX影像传感器,也是第一款采用1/1.33英寸感光面积的大尺寸移动图像传感器,可实现更好的感光效果。这一突破被应用在了三星的旗舰手机Galaxy S21 Ultra上,开启了亿级像素图像时代。
随着像素数量的不断增加,如何在高像素下实现更好的高感画质成为了一个亟待解决的问题。摄影是光的艺术,而影像传感器的感光性能是拍摄高质量照片的关键。为了在小尺寸传感器上实现高像素和出色的高感控制,业界采取了不同的技术路线。三星的ISOCELL系列影像传感器采用了独家的全深槽隔离(DTI)技术,通过更薄、更深的物理隔墙防止光损失现象,改进光学性能,并配合独特的算法提高感光性能并降低噪点。
手机拍照摄像能力的突飞猛进是影像传感器和幕后半导体产业不断升级进化的结果。三星作为具备全产业链半导体企业以及业界领先研发能力的企业,率先将数码影像引入2亿像素时代,让数码照片的呈现能力越来越接近人眼的分辨率。随着技术的不断进步,这个世界正在变得越来越清晰。
