不開孔怎麼拍照?看手機如何「幹掉」前置攝像頭

雖然前置攝像頭的地位越來越高,但受制於手機形態的變化(朝著無限接近100%全面屏進化的趨勢),留給安置前置鏡頭的額頭、劉海空間越來越小。如何解決手機自拍和更高屏佔比以及屏幕玻璃不開孔設計的潮流趨勢?這就是擺在手機廠商乃至整個產業鏈面前的課題。

成就更多角度的拍攝

顧名思義,前置攝像頭就是拍前面,後置攝像頭則是拍對面。然而,有時候為了拍出更具創意的畫面,單純的前後攝像頭都無法滿足我們的需求。於是,可以改變角度的攝像頭模塊就出現了。

需要注意的是,旋轉攝像頭並非以Android為代表的智能手機的專利,早在十餘年前,這種複雜結構的攝像模組,就已經被諾基亞和三星等手機品牌獵裝了。

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不知道大家還記不記得諾基亞N90,這款手機不僅屏幕可以旋轉,攝像頭模塊也能進行135度的旋轉,結合卡爾·蔡司認證的200萬像素自動對焦鏡頭,堪稱當年的移動DV,無論是自拍還是偷拍都是一把好手。

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隨後,諾基亞還在中低端手機中也引入了旋轉攝像頭的概念,比如諾基亞5700和3250。以3250為例,這款手機的機身可以實現270度的旋轉,當其餘屏幕呈90度的兩個位置會自動啟動攝像頭進行拍攝,從而解決了前後拍攝的需求。而三星也沒有閒著,旗下SCH-W579、SGH-X608、SGH-D828等也都是可旋轉攝像頭的代表。

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攝像頭的旋轉秀

步入Android時代後,美顏概念開始興起,而早期前置專用的攝像頭素質普遍不高,哪怕美顏算法再好,也容易被傳感器拖後腿。如果可以用後置攝像頭用於自拍,不僅可以解決成像素質問題,還能借助後置閃光燈實現補光的功效,好處多多。

那麼,如何才能實現呢?

OPPO最早給出了答案。2013年9月,OPPO發佈了旗下首款N系列手機N1,主打可以206度旋轉的攝像頭,其內部由10個模塊、50根連接線和67個零件構成,可以穩定固定在任意拍攝角度上,在提升自拍體驗之餘,還能更加方便地實現仰拍、俯拍等操作,在當年博得了一眾好評。

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2014年,OPPO先後推出了更小巧的N1 mini與N3,前者更加適合小手的MM,而後者則主打電動攝像頭。和N1相比,N3可以直接通過滑動屏幕控制攝像頭旋轉,在功能上大幅提升。比如,通過電動馬達拍攝全景照片時可以徹底解決手抖問題,還可以在通話時自動“轉”回去,不會因忘記復位而對使用造成困擾。

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除了OPPO,朵唯和榮耀也曾推出過類似的產品。其中,朵唯在2014年11月推出了V1,榮耀在2015年8月帶來了榮耀7i,兩款產品並沒有採用OPPO N系列那般複雜的旋轉模塊,而是通過一個轉軸,實現了後置鏡頭向上翻轉的目的,從而解決了前後拍照,以及在其他角度拍攝的需求。

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可惜,旋轉攝像頭註定需要單獨的轉軸等複雜零部件,對空間的佔用非常可觀。在智能手機普遍追求屏佔比,以及“全面屏”概念成為業內共識的今天,前置攝像頭遭遇了空前的危機

逐漸壓縮的生存空間

小米在推出第一代MIX時提出了“全面屏”概念,為了實現三面無邊框的設計,該系列產品不得不將前置攝像頭、光線距離傳感器等單元從“腦門”轉移到了“下巴”上,由於手機屏幕底部空間原本就存在複雜的屏幕排線和射頻天線等部件,這就導致留給前置鏡頭的空間更加侷促。

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以小米最新的MIX2S為例,這款武裝驍龍845的旗艦手機,其前置攝像頭卻還停留在500萬像素的水平上,無論是單純的像素值還是美顏自拍的細節表現,都要落後於小米8等兄弟。通過拆機可見,MIX2S前置攝像頭的尺寸還不及後置攝像頭的1/4,其素質自然就可以預期了。

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實際上,不止是小米,無論是蘋果iPhone X,還是其他採用劉海屏或美人尖設計的手機,它們都涉及到沒有空間去安置更高檔前置攝像頭傳感器的問題。

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3D結構光模塊會進一步侵佔前置攝像頭的生存空間

比如堅果R1,雖然其前置攝像頭高達2400萬像素,但從傳感器尺寸來看,同樣不能指望它可以獲得媲美后置鏡頭的成像水準。

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前置鏡頭明顯要比後置鏡頭小兩圈

那麼,難道就沒有前置攝像頭比後置鏡頭還厲害的案例嗎?答案自然是有,比如美圖T8s,這款產品就是典型的前置比後置攝像頭更優秀的代表。

簡單來說,T8s後置2100萬像素IMX230傳感器,而其前置則選用了1200萬像素IMX362傳感器+500萬像素三星4E8傳感器的組合,就素質而言甚至超越了同期很多高端手機的後置雙攝。

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美圖T8s前後攝像頭模塊對比

可惜,為了容納更高品質的前置攝像頭,美圖T8s保留了格外醒目的“大腦門”,這種設計風格在全面屏當道的今天,屬於明顯的另類,並不被更廣大的消費者所接受。

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在全面屏時代,特別是無限接近100%全面屏設計的未來,前置攝像頭的出路在哪裡?

柳暗花明的契機出現

為了成就更高的屏佔比,2018年智能手機逐漸從18:9全面屏向19:9異形屏轉型。然而,無論是iPhone X、榮耀10和小米8的劉海還是夏普S2和堅果R1的美人尖,都會影響手機正面的既視感,影響美觀且佔用了信號欄的通知空間。

於是,升降式的物理結構,就成為了全面屏手機收納前置攝像頭的最佳解決方案。而首先突破這一天花板瓶頸的代表,則就是vivo和OPPO旗下的最新旗艦之作。

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其中,vivo NEX的升降式前置攝像頭模塊是由步進馬達、減速箱和傳動絲桿組成,每一次升降都靠藉助步進馬達的扭轉產生力量,通過精密減速箱放大扭矩而帶動絲桿轉動,從而讓前置攝像頭完成升起拍照和降落回收的動作。

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為了提升可靠性,vivo NEX在攝像頭模塊內還集成了霍爾磁力感應開關,在感受到外力時可自動收起鏡頭。同時,這顆升降式的鏡頭具備升降50000次無故障的特質,配合不鏽鋼殼體可承受強大拉力及扭轉力,按照每天彈出50次計算,vivo NEX可以確保3年的使用壽命。

可惜,升降模組對空間的佔用比單純的傳感器更大,哪怕vivo NEX優化了PCB主板佈局,並將SIM卡槽放在了機身底部,留給升降式前置攝像頭的空間依舊有限,所以它的像素值只有800萬像素,底蘊也遠遠不如X20/X21等前輩支持雙攝對焦的傳感器。

OPPO Find X也採用了和NEX相似的思路,只是它採用了更為複雜的雙軌潛望式結構設計,將IR補光燈、IR攝像頭、接近距離傳感器、聽筒、點陣投影器、前置攝像頭和後置雙攝等部件一股腦地隱藏在了可伸縮的中框當中,從而實現了整機正反面均無打孔的視覺效果。

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據悉,Find X雙軌潛望結構中的馬達通過螺紋軸實現升降,結構類似於光碟機裡面控制激光頭前進後退的電機,其升降壽命達到了30萬次,並針對意外跌落進行了專項規避設計,在升起的狀態下如果監測到手機跌落將迅速收起潛望結構從而確保安全。

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由於OPPO Find X的雙軌潛望結構空間足夠大,所以它有空間安置一顆型號為IMX576的2500萬像素傳感器,從而確保了自拍時擁有更好的底蘊。

相對而言,vivo NEX的升降式攝像頭模塊技術最為成熟,從產業鏈傳出的消息來看,未來會有更多新品引入的設計,從而成就更多屏佔比超過90%的旗艦手機。但是,如何解決升降模塊空間無法容納更高端傳感器的缺陷?這就只能靠所謂的AI美顏來彌補了,至於效果如何,就得看實際手機型號的算法優良了。

那麼,除了這種複雜的機械模塊外,就沒有其他解決方案了嗎?

來自雙屏的希望

我們不妨回顧一下去年上市的魅族Pro7,這款產品在後蓋上配備了一塊副屏,可以用於後置鏡頭自拍時的取景。既然後置鏡頭可以通過背面的屏幕取景自拍,不就恰好取代了前置攝像頭的角色嗎?

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前不久,國外媒體就扒出了三星在美公開的一項專利文件(2017年9月提交,2018年6月19日公開),這個專利就是上面這種設計的全面屏改進版。從專利圖來看,三星的這款概念機正面有著90%以上的屏佔比,徹底幹掉了下巴,額頭部分也只有聽筒和傳感器,不再給前置攝像頭留位置。

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而這款產品的背面,則嵌入了一塊佔據後蓋2/5面積的副屏。如果要自拍,背面的屏幕會自動啟動,實現取景效果,並使用唯一的後置鏡頭完成自拍。同樣,視頻通話等需要前攝參與的場景也搞定了。當然,這個副屏如果可以用來看電子書、看通知等輕應用,也能起到更加省電的效果。

此外,如今配備柔性OLED屏幕且採用摺疊結構設計的智能手機也不再停留在概念階段,這類產品先天就具備前後雙屏的形態,只需一組攝像頭就能實現前後拍攝的需求。

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我們熟悉的中興AXON M就可視為此類產品的提前預演,採用柔性屏幕設計後,摺疊手機將實現更美觀的整體性,並衝擊更高的屏佔比。

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