不开孔怎么拍照?看手机如何“干掉”前置摄像头

CFan 电脑爱好者 2018-08-23 04:43产品 标签:摄像头 手机

虽然前置摄像头的地位越来越高,但受制于手机形态的变化(朝着无限接近100%全面屏进化的趋势),留给安置前置镜头的额头、刘海空间越来越小。如何解决手机自拍和更高屏占比以及屏幕玻璃不开孔设计的潮流趋势?这就是摆在手机厂商乃至整个产业链面前的课题。

成就更多角度的拍摄

顾名思义,前置摄像头就是拍前面,后置摄像头则是拍对面。然而,有时候为了拍出更具创意的画面,单纯的前后摄像头都无法满足我们的需求。于是,可以改变角度的摄像头模块就出现了。

需要注意的是,旋转摄像头并非以Android为代表的智能手机的专利,早在十余年前,这种复杂结构的摄像模组,就已经被诺基亚和三星等手机品牌猎装了。

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不知道大家还记不记得诺基亚N90,这款手机不仅屏幕可以旋转,摄像头模块也能进行135度的旋转,结合卡尔·蔡司认证的200万像素自动对焦镜头,堪称当年的移动DV,无论是自拍还是偷拍都是一把好手。

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随后,诺基亚还在中低端手机中也引入了旋转摄像头的概念,比如诺基亚5700和3250。以3250为例,这款手机的机身可以实现270度的旋转,当其余屏幕呈90度的两个位置会自动启动摄像头进行拍摄,从而解决了前后拍摄的需求。而三星也没有闲着,旗下SCH-W579、SGH-X608、SGH-D828等也都是可旋转摄像头的代表。

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摄像头的旋转秀

步入Android时代后,美颜概念开始兴起,而早期前置专用的摄像头素质普遍不高,哪怕美颜算法再好,也容易被传感器拖后腿。如果可以用后置摄像头用于自拍,不仅可以解决成像素质问题,还能借助后置闪光灯实现补光的功效,好处多多。

那么,如何才能实现呢?

OPPO最早给出了答案。2013年9月,OPPO发布了旗下首款N系列手机N1,主打可以206度旋转的摄像头,其内部由10个模块、50根连接线和67个零件构成,可以稳定固定在任意拍摄角度上,在提升自拍体验之余,还能更加方便地实现仰拍、俯拍等操作,在当年博得了一众好评。

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2014年,OPPO先后推出了更小巧的N1 mini与N3,前者更加适合小手的MM,而后者则主打电动摄像头。和N1相比,N3可以直接通过滑动屏幕控制摄像头旋转,在功能上大幅提升。比如,通过电动马达拍摄全景照片时可以彻底解决手抖问题,还可以在通话时自动“转”回去,不会因忘记复位而对使用造成困扰。

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除了OPPO,朵唯和荣耀也曾推出过类似的产品。其中,朵唯在2014年11月推出了V1,荣耀在2015年8月带来了荣耀7i,两款产品并没有采用OPPO N系列那般复杂的旋转模块,而是通过一个转轴,实现了后置镜头向上翻转的目的,从而解决了前后拍照,以及在其他角度拍摄的需求。

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可惜,旋转摄像头注定需要单独的转轴等复杂零部件,对空间的占用非常可观。在智能手机普遍追求屏占比,以及“全面屏”概念成为业内共识的今天,前置摄像头遭遇了空前的危机

逐渐压缩的生存空间

小米在推出第一代MIX时提出了“全面屏”概念,为了实现三面无边框的设计,该系列产品不得不将前置摄像头、光线距离传感器等单元从“脑门”转移到了“下巴”上,由于手机屏幕底部空间原本就存在复杂的屏幕排线和射频天线等部件,这就导致留给前置镜头的空间更加局促。

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以小米最新的MIX2S为例,这款武装骁龙845的旗舰手机,其前置摄像头却还停留在500万像素的水平上,无论是单纯的像素值还是美颜自拍的细节表现,都要落后于小米8等兄弟。通过拆机可见,MIX2S前置摄像头的尺寸还不及后置摄像头的1/4,其素质自然就可以预期了。

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实际上,不止是小米,无论是苹果iPhone X,还是其他采用刘海屏或美人尖设计的手机,它们都涉及到没有空间去安置更高档前置摄像头传感器的问题。

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3D结构光模块会进一步侵占前置摄像头的生存空间

比如坚果R1,虽然其前置摄像头高达2400万像素,但从传感器尺寸来看,同样不能指望它可以获得媲美后置镜头的成像水准。

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前置镜头明显要比后置镜头小两圈

那么,难道就没有前置摄像头比后置镜头还厉害的案例吗?答案自然是有,比如美图T8s,这款产品就是典型的前置比后置摄像头更优秀的代表。

简单来说,T8s后置2100万像素IMX230传感器,而其前置则选用了1200万像素IMX362传感器+500万像素三星4E8传感器的组合,就素质而言甚至超越了同期很多高端手机的后置双摄。

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美图T8s前后摄像头模块对比

可惜,为了容纳更高品质的前置摄像头,美图T8s保留了格外醒目的“大脑门”,这种设计风格在全面屏当道的今天,属于明显的另类,并不被更广大的消费者所接受。

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在全面屏时代,特别是无限接近100%全面屏设计的未来,前置摄像头的出路在哪里?

柳暗花明的契机出现

为了成就更高的屏占比,2018年智能手机逐渐从18:9全面屏向19:9异形屏转型。然而,无论是iPhone X、荣耀10和小米8的刘海还是夏普S2和坚果R1的美人尖,都会影响手机正面的既视感,影响美观且占用了信号栏的通知空间。

于是,升降式的物理结构,就成为了全面屏手机收纳前置摄像头的最佳解决方案。而首先突破这一天花板瓶颈的代表,则就是vivo和OPPO旗下的最新旗舰之作。

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其中,vivo NEX的升降式前置摄像头模块是由步进马达、减速箱和传动丝杆组成,每一次升降都靠借助步进马达的扭转产生力量,通过精密减速箱放大扭矩而带动丝杆转动,从而让前置摄像头完成升起拍照和降落回收的动作。

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为了提升可靠性,vivo NEX在摄像头模块内还集成了霍尔磁力感应开关,在感受到外力时可自动收起镜头。同时,这颗升降式的镜头具备升降50000次无故障的特质,配合不锈钢壳体可承受强大拉力及扭转力,按照每天弹出50次计算,vivo NEX可以确保3年的使用寿命。

可惜,升降模组对空间的占用比单纯的传感器更大,哪怕vivo NEX优化了PCB主板布局,并将SIM卡槽放在了机身底部,留给升降式前置摄像头的空间依旧有限,所以它的像素值只有800万像素,底蕴也远远不如X20/X21等前辈支持双摄对焦的传感器。

OPPO Find X也采用了和NEX相似的思路,只是它采用了更为复杂的双轨潜望式结构设计,将IR补光灯、IR摄像头、接近距离传感器、听筒、点阵投影器、前置摄像头和后置双摄等部件一股脑地隐藏在了可伸缩的中框当中,从而实现了整机正反面均无打孔的视觉效果。

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据悉,Find X双轨潜望结构中的马达通过螺纹轴实现升降,结构类似于光碟机里面控制激光头前进后退的电机,其升降寿命达到了30万次,并针对意外跌落进行了专项规避设计,在升起的状态下如果监测到手机跌落将迅速收起潜望结构从而确保安全。

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由于OPPO Find X的双轨潜望结构空间足够大,所以它有空间安置一颗型号为IMX576的2500万像素传感器,从而确保了自拍时拥有更好的底蕴。

相对而言,vivo NEX的升降式摄像头模块技术最为成熟,从产业链传出的消息来看,未来会有更多新品引入的设计,从而成就更多屏占比超过90%的旗舰手机。但是,如何解决升降模块空间无法容纳更高端传感器的缺陷?这就只能靠所谓的AI美颜来弥补了,至于效果如何,就得看实际手机型号的算法优良了。

那么,除了这种复杂的机械模块外,就没有其他解决方案了吗?

来自双屏的希望

我们不妨回顾一下去年上市的魅族Pro7,这款产品在后盖上配备了一块副屏,可以用于后置镜头自拍时的取景。既然后置镜头可以通过背面的屏幕取景自拍,不就恰好取代了前置摄像头的角色吗?

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前不久,国外媒体就扒出了三星在美公开的一项专利文件(2017年9月提交,2018年6月19日公开),这个专利就是上面这种设计的全面屏改进版。从专利图来看,三星的这款概念机正面有着90%以上的屏占比,彻底干掉了下巴,额头部分也只有听筒和传感器,不再给前置摄像头留位置。

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而这款产品的背面,则嵌入了一块占据后盖2/5面积的副屏。如果要自拍,背面的屏幕会自动启动,实现取景效果,并使用唯一的后置镜头完成自拍。同样,视频通话等需要前摄参与的场景也搞定了。当然,这个副屏如果可以用来看电子书、看通知等轻应用,也能起到更加省电的效果。

此外,如今配备柔性OLED屏幕且采用折叠结构设计的智能手机也不再停留在概念阶段,这类产品先天就具备前后双屏的形态,只需一组摄像头就能实现前后拍摄的需求。

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我们熟悉的中兴AXON M就可视为此类产品的提前预演,采用柔性屏幕设计后,折叠手机将实现更美观的整体性,并冲击更高的屏占比。

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