手機(jī)拍照迎來革命性變革量子薄膜打破現(xiàn)有CMOS三大局限

本刊記者 | 魯義軒

手機(jī)拍照迎來革命性變革量子薄膜打破現(xiàn)有CMOS三大局限

本刊記者 | 魯義軒

盡管不斷面世的最新智能終端都力圖通過各種新技術(shù)，把手機(jī)的成像質(zhì)量和影像清晰度、流暢度一再提升，但受限于“硅”這種硬件基礎(chǔ)的條件，手機(jī)等終端通過CMOS圖像傳感器形成的照片和影像，在3個(gè)方面至今仍難有突破：一是對(duì)光源的解讀不佳，在強(qiáng)光和弱光下相片細(xì)節(jié)很難清晰；二是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的影像質(zhì)量不佳；三是遠(yuǎn)景容易模糊。

但這些問題因QuantumFilm（量子薄膜）技術(shù)在手機(jī)上的應(yīng)用而將得到革命性改善。

11月11日，世界上第一種使用QuantumFilmTM技術(shù)（而非硅材料）來捕捉光線、將光子捕捉效率極大提升的圖像傳感器“Quantum13相機(jī)傳感器”，由美國一家公司InVisage（量宏科技）首創(chuàng)并推出，并且已經(jīng)在高通和聯(lián)發(fā)科技芯片平臺(tái)上運(yùn)行。從本季度開始，量宏科技將向各智能手機(jī)廠商供應(yīng)該傳感器。

基于納米技術(shù)的Quantum13

從量宏科技總裁兼首席執(zhí)行官李政揚(yáng)的介紹中記者了解到，QuantumFilm的自然光響應(yīng)曲線與人眼類似。因此，Quantum13傳感器包含一種強(qiáng)大的單景高動(dòng)態(tài)范圍模式，被稱為“QuantumCinema”。與傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器相比，這種模式能提高近18dB的動(dòng)態(tài)范圍。

這意味著無須任何附加的高動(dòng)態(tài)范圍軟件處理（軟件處理往往會(huì)造成圖像失真或時(shí)段丟失），靜態(tài)和攝像模式都可以達(dá)到這種高性能水平。

同時(shí)，Quantum13傳感器還是全球首款將電子全局快門應(yīng)用于智能手機(jī)的傳感器。這種相機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全幀捕捉，而CMOS傳感器則使用繁瑣的滾動(dòng)快門方法從上到下掃描圖像。通過使用電子全局快門，搭載Quantum13傳感器的智能手機(jī)才能夠以通常只在單反相機(jī)中出現(xiàn)的全幀快門速度，捕捉到快速移動(dòng)物體的清晰靜態(tài)照片，并且生成流暢的2K和4K影像，可避免出現(xiàn)任何由滾動(dòng)快門造成的失真現(xiàn)象。

在現(xiàn)場的體驗(yàn)區(qū)記者看到，在強(qiáng)光和弱光對(duì)比環(huán)境下，普通的手機(jī)很難顯示光線外的場景細(xì)節(jié)；而采用了Quantum13傳感器的手機(jī)，則在強(qiáng)光和弱光環(huán)境下，都清晰地還原了被拍場景的細(xì)節(jié)。同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)場景中，無人機(jī)+Quantum13傳感器手機(jī)，也把一段空中視頻拍攝得更流暢清晰。

超薄光捕捉媒介的應(yīng)用

“Quantum13傳感器是一種擁有1300萬像素、1.1微米像素的相機(jī)傳感器，可以裝入一個(gè)8.5mm×8.5mm的模塊中。QuantumFilm的光吸收率比硅要高出8倍，可以形成一種超薄光捕捉媒介，可以調(diào)節(jié)具有較高入射角度的光，從而達(dá)到前所未有的4mm相機(jī)模塊高度。同時(shí)這種更薄的相機(jī)模塊也可以使智能手機(jī)的相機(jī)設(shè)計(jì)得更薄。”李政揚(yáng)介紹。

另外，該技術(shù)還與現(xiàn)有CMOS平臺(tái)形成了兼容能力，可以與其他改善影像質(zhì)量的技術(shù)相互配合提高影像質(zhì)量。

據(jù)悉，為了讓QuantumFilm技術(shù)在手機(jī)影像上得以應(yīng)用并改善硅材料局限，量宏科技此前研發(fā)了近10年時(shí)間。有分析機(jī)構(gòu)預(yù)測，全球1300萬像素的相機(jī)傳感器使用量預(yù)計(jì)將從2015年的4.08億個(gè)，增長到2020年的9.95億個(gè)。1300萬像素的智能手機(jī)相機(jī)市場，給量子薄膜這一新技術(shù)帶來了不可低估的前景。

當(dāng)然其應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止手機(jī)。據(jù)悉，Quantum13傳感器還有望用于無人機(jī)拍攝、視頻監(jiān)控等更多的IoT領(lǐng)域，改善目前這些領(lǐng)域的相片細(xì)節(jié)不夠清晰、視頻不夠清晰流暢等問題。