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解析反人類設計 手機攝像頭為何凸出來

反人類設計一直是消費者所不能理解的,不禁讓用戶們思考,這個設計不實用看著又彆扭,當初為什麼還要這樣設計呢?讓我們欣賞一些反人類的設計。

永遠不能兩個插頭使用的省電設計

害羞的監控器

無障礙通道,上天堂無障礙

當然也包括手機用戶一直不能理解的:手機攝像頭凸起

iPhone手機攝像頭凸起

作為全球頂尖的智慧手機廠商蘋果公司也是從

iPhone

第六代開始將手機攝像頭凸起的設計一直延續到如今的

iPhone 

第七代,這不得不讓一些忠實但具有強迫症的果粉一次又一次的將凸起的攝像頭磨平。

外國網友將蘋果凸起攝像頭磨平(圖片引自騰訊視頻)

之前吐槽過攝像頭凸起設計的錘子手機從

M1

的問世後同樣也採用了攝像頭凸起的設計。

錘子M1

不由得讓我們問一句“手機攝像頭為什麼要凸出來?”

事實上,手機攝像頭製造商也不想採取凸起的設計,他們這麼做也是迫不得已。

自從手機拍照功能的普及,這就意味著,為了滿足市場需求,攝像頭廠必須將攝像頭做薄做小。 

決定手機攝像頭成像效果的主要部分不光有鏡頭、感測器還有DSP。DSP又叫數位信號處理晶片,是網路攝像頭的大腦,效果相當於電腦裡的CPU,它的功能主要是通過一系列複雜的數學演算法運算,對由CMOS感測器來的數位圖像信號進行優化處理,並把處理後的信號傳到顯示器上,是網路攝像頭的核心設備。

高圖元攝像頭由於DSP尺寸的工藝升級,做小已經做到了,從14年的16M(1600萬圖元)攝像頭馬達, 到今年的16M AF(1600萬自動對焦)馬達與16M FF攝像頭元件可以看出,兩年的時間,模具被大大的“縮小”了。

14年和16年手機攝像頭馬達模具對比(圖片引自知乎)

手機攝像頭結構示意圖(圖片引自百度百科)

但說到做薄,目前由於因為限制光學結構的問題,越高的圖元,鏡頭鏡片片數越多,所以導致模組越厚。目前市面上的手機大多採用5P或6P鏡頭,例如小米3採用了5P鏡頭(4層塑膠鏡片+1層藍光玻璃鏡片),而有些手機則採用了更高級的6P鏡頭(5層塑膠鏡片+1層藍光玻璃鏡片),理論上來講,6P鏡頭成像更真實。

5P鏡頭(圖片引自官網)

6P鏡頭(圖片引自官網)

可以說,為了追求更好的成像效果以及更薄的機身厚度,攝像頭凸出則是必然的。我們可以說攝像頭凸起是性能與外觀妥協的產物。

iPhone焦距變化史(圖片引自知乎)

由上圖可以看出,iPhone的實際焦距和等效焦距越來越小,為了更加寬廣的視野,這就意味著蘋果要從最初的標準鏡頭演變成凸起的廣角鏡頭。

廣角鏡頭(圖片引自百度百科)

這不禁又引出了一個疑問,那為什麼華為P10就可以做到攝像頭不凸出呢?

答案是:

因為創新

1.創新的攝像頭架構方案

在以往產品中,攝像頭模組是固定在前殼的塑膠支撐壁上的,這個支撐壁的厚度一般在0.4mm,從華為P8系列開始,廠商就考慮到使用支撐壁會影響到整機厚度。業界一般採用的兩種方案:保持手機的局部纖薄,而使攝像頭凸出;或者保持攝像頭純平,而犧牲整機厚度。

但華為P8並沒有妥協,為了減少這0.4mm,P8在攝像頭架構方案上做了大膽創新。

(1) 去掉了前殼的塑膠支撐壁,而將攝像頭模組直接放到Cover Lens上。

攝像頭結構圖(圖片引自華為官方博客)

(2)為了保證前殼的強度,重點加強了攝像頭周圍的側筋厚度。

(3)為了進一步減緩攝像頭的側向撞擊,採用了雙色注塑減震支架來保護攝像頭。

攝像頭結構圖(圖片引自華為官方博客)

2.

超薄攝像頭模組方案

華為

採用了成本較高的高強度陶瓷作為基板以實現

Cavity

工藝。該工藝是在陶瓷基板上挖出凹槽使貼片接觸點下沉,從而降低

CMOS

晶片的貼片高度約

0.15mm

,這是普通基板做不到的。

攝像頭結構圖(圖片引自華為官方博客)

同時華為採用了鏡頭凸起本體的模組設計方案,壓低了OIS馬達的本體高度,節省下的空間可用以佈局結構件以使內部結構更加緊湊,整機更顯纖薄。

攝像頭結構圖(圖片引自華為官方博客)

3.有限元模擬技術的採用

隨著軍事和科學技術的迅猛發展,有限元模擬技術已成為研製各種複雜系統必不可少的手段,尤其是在航空航太領域,有了模擬,可以幫助快速決策方案,同時大大縮短產品開發週期,降低前期投入成本,擁有很高的經濟效益。而現在,這種技術已逐漸被消費電子領域所使用。

華為在P8系列產品設計初期就引入了該技術。通過模擬對多種結構方案進行類比實驗(包括整機模擬跌落試驗、模態模擬和熱模擬等),以使工程師能在產品開發初期快速發現可靠性問題,識別未知風險,並在設計過程中不斷進行反覆運算優化。華為手機的模擬準確率高達80%,可以說是華為純平攝像頭方案背後的堅實支撐,技術的採用及提升是華為攝像頭在業界出色的一大因素。

在狹小的空間裡面,通過架構方案的創新,有效保護了攝像頭,同時實現了攝像頭不凸起的外觀,華為真的做到了。

不得不說,攝像頭凸出設計的背後,其實是整個智慧手機市場創新乏力的表徵。

 例如蘋果公司,1984年的Macintosh、2001年的iPod、2007年的iPhone和2010年的iPad,這些都是蘋果創新的經典之作。iPhone經歷了多年反覆運算,可供創新的空間已經不多。iPhone追求的似乎正在變為更大、更快、更薄。

硬體和軟體上的創新都已同樣進入瓶頸期。“iPhone從第六代開始,也不過是把螢幕變大、機身變薄而已。”有這種感覺的人並不在少數。

如果手機攝像頭越做越凸,那未來的智慧手機會不會變成這個樣子:

編者想像中未來手機的攝像頭

編者認為,想要在輕薄的機身上既要提升拍照品質,又要不凸起的攝像頭,這顯然是現在大多手機廠商無能為力的事情,想要突破這個瓶頸還需要技術人員很長時間的鑽研,但是我們相信,未來是美好的,會有更新鮮創意的技術等待著我們去發現,去探索。

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