强拆P9双摄像头

我们发现双摄像头的排线连接器上激光镌刻着“LEICA CAMERA AG”字样,表明血统

虽然是双摄像头,但其实二者是连成一体组成的一个模块。这样做的好处是可以保证二者的相对位置恒定,从而确保拍照的时候二者能够捕捉到一致的画面,才能够进行下一步的后期合成。

随后,用撬棒挑起摄像头模块,成功将它卸下

我们发现在摄像头模块的四周包裹着铜片进行散热

想要保证镜头与感光原件完美契合是需要非常专业的设备来完成的,所以才会出现镜头封装厂商,他们的工作便是将镜头与感光元件封装在一起。然而悲剧的是,一般这种封装都是一次性的,也就是说,我们今天的摄像头模组拆解不仅需要暴力进行,而且还无法将其还原

接下来正式拆解P9的双摄像头模块,第一步,我们首先撕去表面的金属铜片,模块底部错综复杂的排线网路显现出来。

模块被金属保护罩保护,保护罩与摄像头之间有一条缝隙

最终我们卸去了屏蔽罩,见到了模块内部,两颗独立的镜头模组固定在一个PCB板上,其中一颗编号6E78NQM

从模块的另一边可以看到另一个摄像头的编号为6ED27TM

从模块的另一边可以看到另一个摄像头的编号为6ED27TM

卸去金属模具之后,双摄像头真身显露出来,两颗独立封装的镜头模组固定在PCB基板上,两个镜组的封装近乎一样,这样能够保证两个内部感光元件接受到的光线信号一致,从而方便将二者接受到的画面合二为一。

◆分离镜头模组

利用尖嘴镊子提拉两个镜组,都可以向上提拉一定距离,结论是两模块都具备自动对焦功能

两个模块都具备自动对焦功能,说明两个模块既可以协同工作,也可以独自工作。我们知道华为P9的双摄像头是采用一颗能够感受色彩的感光元件和一颗仅能感受黑白的感光元件组成的,当我们拍摄彩色图片的时候,两个感光原件会同时工作,而如果我们拍摄的是黑白照片,那么理论上彩色摄像头是不参与工作的,此时便需要黑白摄像头独立运行。至于为什么该机要采用彩色,黑白双摄像头的搭配,一会儿当我们拆到感光元件的时候再为大家介绍吧~

感光元件表面的滤镜镀膜反射出红色光

将视线移至镜头模组上,我们看到这个被徕卡命名为SUMMARIT的镜头表面有一层绿色镀膜,猜测是用于减小色散,控制眩光以及鬼影的。

在镜头模组的内部,能够取出两条磁铁,它们的作用是通过吸附缠绕在镜组上的金属,从而保证镜组在不通电的时候,位置保持在无限远的对焦状态,而当用户进行对焦操作时,镜组上的线圈开始通电,通过电磁感应,来使镜组产生Z轴上的移动,从而达到对焦目的

这枚由徕卡负责设计的镜组十分之薄

各角度对比两枚镜组

通过拆解,我们发现该摄像头的镜组设计的非常薄,我们终于知道华为P9之所以可以在6.95mm的机身上,做到摄像头不突起,就是在于这枚镜组的厚度把控十分出色了。并且经过我影像部门同事的测试,该摄像头的边缘成像以及畸变控制都表现的十分出色。

探索感光元件

看过了详细的拆解过程,相信大家也对华为P9徕卡双摄像头的内部构造有了比较深入的了解。那么,我们既然已知其然,接下来就要知其所以然了:华为P9的双摄像头相比普通单摄像头优势在哪?想明白这个问题,我们需要先清楚感光元件的成像原理,我会尽量简洁明了的道出:

彩色感光元件RGB像素分布

首先我们需要知道感光元件上所谓的一个像素,指的只是能够感受光线强弱的一个单元。在上图中就是底层的一个灰色方块,需要强调的是这个方块只能感受光线强弱,不能感受色彩,那么怎么让它能感受色彩呢?这个时候科学家就发明了滤光层,一个可以让指定颜色的光透过的材料。我们知道想要显示出各种色彩需要红绿蓝三种颜色,所以只要在相邻的三个像素上面加装这三种颜色的滤光片,那么这三个像素便可以分别感受红绿蓝三种光线的强弱了,最终通过三种颜色的组合,从而感知外界的颜色,就好比我们画画会通过几种不同颜色调出另一种颜色一个道理。

但是有人从上图还发现在一个颜色组合中不止有红绿蓝像素,还多出来一个绿色像素,据我目前了解,这个绿色像素是用来感受光线强弱的。而在华为P9的IMX286上,这个绿色像素变成了白色,据说可以降低画面的暗光表现,减少噪点。总之,在彩色感光元件上,想要表达显示器上一个像素的色彩,需要感光原件上四个像素同时参与的。如此一来,假如你手机摄像头的像素是1200W,那么实际上你所得到的彩色图片像素仅有1200W/4=300W像素。

摄像头像素800W拍摄出来的照片尺寸是2448*3264约等于800W,但这并不是感光元件实际拍摄出来的像素,而是通过插值运算,从感光元件感受到的200W像素插值得到的

手机拍照800W像素,明明得到的图片就是2448*3264,最终像素就是约等于800W的!然而,很遗憾的告诉大家,这并不是感光元件实际感受到的像素,而是图像处理芯片通过插值运算将感光元件感受到的200W像素提升到了800W像素,然而由于不同厂商插值运算的算法不一样,所以会导致同样是800W像素的摄像头同样的型号,但用在不同厂商的手机上,最后得到的图片差距却非常之巨大。

或许有人还会质疑,我明明看到我拍摄的图像很清晰,不像放大了四倍的图像啊?!那只能说你手机的插值算法以及图像的锐化处理很到位,得以以假乱真。要知道,苹果有800多人的影像部门,他们大部分就是来做这个算法的。

在我们的微距镜下无法体会到IMX 286与IMX Mono的像素差别,但是在电子显微镜下,就可以明显看出差别了,左图为IMX Mono感光元件的像素,右图为IMX 286的RGBW像素

OK,还记得P9上另外一枚IMX Mono黑白感光元件吗?这个感光元件因为不需要感受色彩,所以每个像素都可以直接对应显示屏上的一个像素,也就是说1200W像素的摄像头能够真正得到1200W像素的图像,而不需要插值运算去放大,并且由于去掉了滤光层,另黑白感光元件的像素能够接收到相比彩色感光元件对应像素更多的光线,所以黑白感光原件的成像更加锐利,细节更是丰富的多,这便是它的优势。

所以,将黑白感光原件所收获的拥有丰富细节的图像与彩色感光原件收获的真实色彩相结合,理论上便能够收获清晰,锐利,自然,高动态的图像。不过,这也仅限于理论上,因为将这两张图片合二为一也是需要强大的算法做支撑的。所以说,华为P9仅仅拥有两颗能够感受色彩和黑白的摄像头还不够,还需要好的算法提供支持,所以据笔者从华为厂商人员处了解到,在算法上,华为也与经验老道的徕卡一同合作来完成影像算法调教,并最终应用在了华为P9上。

我们的华为P9专项拆解到这里就全部结束了,那么华为P9的双摄像头相比普通单摄像头优势在哪?想明白这个问题,我们需要先清楚感光元件的成像原理,首先我们需要知道感光元件上所谓的一个像素,指的只是能够感受光线强弱的一个单元。这个单元只能感受光线强弱,不能感受色彩,这个时候科学家就发明了滤光层,一个可以让指定颜色的光透过的材料。我们知道想要显示出各种色彩需要红绿蓝三种颜色,所以只要在相邻的三个像素上面加装这三种颜色的滤光片,那么这三个像素便可以分别感受红绿蓝三种光线的强弱了,最终通过三种颜色的组合,从而感知外界的颜色,就好比我们画画会通过几种不同颜色调出另一种颜色一个道理。但是滤光变会对光线产生衰减,所以得到的照片会显得不通透,这个时候,没有滤光片的黑白感光元件遍显现出了吸收光的优势,并且由于黑白感光元件不需要感受色彩的特性,使其每一个像素都可以对应显示屏上面的一个点,所以它所拍色的照片相比同像素的彩色感光元件的细节要更加丰富,也就显得更加锐利。如此一来,如果将黑白感光元件的锐利细节与彩色感光元件的色彩相融合,理论上便能得到更出色的照片了。这便是华为P9选择黑白彩色双摄的技术原理。不过,这也仅限于理论上,因为将这两张图片合二为一也是需要强大的算法做支撑的。所以说,华为P9仅仅拥有两颗能够感受色彩和黑白的摄像头还不够,还需要好的算法提供支持,所以据笔者从华为厂商人员处了解到,在算法上,华为也与经验老道的徕卡一同合作来完成影像算法调教,并最终应用在了华为P9上。

部分内容转载自《中关村在线》返回搜狐,查看更多