更高：智能手機新技術展望

經歷了2014年手機市場的百花齊放，相信大家對于智能手機未來的新技術充滿了期待，那么在不久的將來會有何種令人振奮人心的技術會實現呢？

在過去的一年中，智能手機領域浮現出了一些很酷的新技術，其中一些新技術已經趨向成熟，而另一些則有望在不久的將來得到更廣泛的應用，下面CHIP就為大家來盤點在智能手機中暫露頭角或者即將實現的新技術。

快速充電技術和超級電池

智能手機的性能飛速增長的同時也帶來了越來越高的功耗，續航時間如今已經成為了限制智能手機發展的最大瓶頸之一，許多廠商也選擇了體積和容量都更大的電池來提升手機的續航表現。但是出于手機體積、成本和充電器體積的限制，智能手機電池的充電速度始終不盡人意，動輒數小時的充電時間讓人覺得十分漫長。

通常，普通智能手機采用5V電壓對電池進行充電，充電電流只有1A左右，這對于動輒2 000mAh甚至3 000mAh的電池來說，充滿至少需要2h～3h的時間甚至更長。為此有智能手機廠商研發出了一種新型的快速充電方式，那就是來自于OPPO的VOOC閃充。它是通過在充電電壓不變的基礎上大幅度提升充電電流和提升充電功率的方式，極大地縮短了充電時間，這種方式以分段恒流的充電模式，在電池電量的0%～70%范圍內進行全速的4.5A充電，隨后會分別再切換到3.5A和2A的中速充電區將電量充至90%左右，最后將充電模式切換至小電流的涓流充電模式將電池充滿，以延長電池壽命。以Find 7標準版配備的3 000mAh電池為例，30min手機電量可直接充到75%，足夠大多數用戶使用一天的時間。不過這種做法帶來的成本增加也是巨大的，OPPO需要向上游供應商定制全套的IC元件，包括專門的充電器、8觸點電池、數據線、電路以及7pin充電接口，來保證手機進行安全的大電流充電。

除了OPPO的VOOC閃沖外，處理器龍頭高通也發布了自家的快速充電技術Quick Charge，如今已經發展到了Quick Charge 2.0。通常在手機和電源適配器之間，手機能夠識別電源適配器是標準的5V輸出，但是在處理器授權的情況下，可以讓手機接受更高的電壓和電流。最新的Quick Charge 2.0技術支持5V、9V和12V的充電電壓，更高的充電電壓意味著在同樣的電流下可以帶來更高的充電功率，電流的小幅增加對于充電的線材也不會有太苛刻的要求。相對于成本昂貴的VOOC閃沖來說，Quick Charge屬于通用標準，只需要搭載配套的高功率充電器即可實現。

市面上已經有不少智能手機產品使用了高通的這項快速充電技術，如小米4、三星GALAXY Note4和摩托羅拉X等產品，30min即可充入50%左右的電量，雖然相比OPPO的VOOC閃沖速度慢了一些，但是這已經比傳統的充電速度快了一倍以上，而且在成本方面并沒有帶來太多提升，相信在未來幾年內，這種相對低成本的快速充電技術將會得到大范圍的推廣。

由于現有電池材料特性的限制，現有的電池技術已經發展到了一個瓶頸期，很難有大的突破。不過科學家們從未停止探索的腳步，美國加州大學一個研究團隊研制的微型石墨烯超級電池利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速、大量穿梭運動的特性，可以幫助我們達到快速充電的目標。這種超級電池采用了石墨烯這種新型材料作為正、負極材料，具有非常大的極性表面，在充電過程中，鋰離子可以迅速從陰極向陽極遷移，可以在超短的時間內完成，充電速度可達普通鋰電池的數百倍甚至上千倍。

除此之外，石墨烯電池也能夠實現更大的容量。美國西北大學在石墨烯間的夾層加入了硅電極，利用石墨薄片的延展性來穩定硅在充電過程中體積的變化，讓石墨烯電池的能量密度達到了目前主流鋰電池的10倍。想一想只需要幾分鐘甚至幾十秒就可以讓一部沒電的智能手機“滿血復活”，而且續航時間是普通智能手機的10倍，這會是多么美好的一件事情。隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，在未來幾年內或許我們就可以看到使用這種電池的智能手機。

柔性屏幕

柔性屏幕，也稱為OLED。它的特點是很薄，可以裝在塑料或金屬箔片等柔性材料上。同時OLED采用塑料基板打造，而非常見的玻璃基板，其借助薄膜封裝技術，并在面板背面粘貼保護膜，讓面板變得可彎曲，不易折斷。

相較于傳統屏幕，柔性屏幕不僅在體積上更加輕薄，功耗上也低于原有器件，有助于提升設備的續航能力，同時基于其可彎曲、柔韌性佳的特性，其耐用程度也大大高于以往屏幕，降低設備意外損傷的概率。

三星和LG都曾經推出過曲面屏的手機。三星推出的GALAXY Note Edge是全球首款的曲面側屏手機，該機器擁有一個對手機來說“第二屏”曲面側屏，這塊曲面側屏提供了多種功能。用戶可以通過這塊“第二屏”實現快速進入常用應用、查看提醒等功能。用戶可以根據個人喜好，個性化定制信息，包括時間、鬧鐘、天氣、新聞、社交網絡消息提示等。在手機嚴重同質化的今天，Edge Note起到一個很好的示范作用。但是從實際使用方面來講，它只是一個硬質的曲面屏幕，而并沒有做到“柔”這個概念，因為他的曲面側屏固定在主屏幕的邊緣，并不能自由地彎曲。LG的G Flex則不同，它采用了弧形的屏幕和機身設計，并具備一定的抗壓能力，即使把原本彎曲的屏幕壓至水平狀態，G Flex依然能夠毫發無損地自然還原，這與柔性屏幕的概念比較相符。

2014年10月30日，在日本橫濱舉行的顯示發明展覽會上，日本創新高科技半導體能源實驗室展示了5.9英寸柔性可折疊有機發光二極管（OLED）顯示屏。這種顯示屏在配備觸摸傳感器后仍然可以彎折10萬次，能滿足市場多種產品所需。不過對于如今的智能手機來說，由于其外部形狀已經事先設計好，雖然具有曲面的屏幕，但用戶不能隨意改變其形態，因為更大的技術難點在于手機其他部件，如主板、電池等部件無法隨意變形。

攝像頭技術

在網絡社交發展迅速的今天，手機的拍攝功能越來越受消費者重視，精彩瞬間拿起手機就能清晰地記錄動人的每一幕是每個消費者隨拍最簡單的意愿，于是一部智能手機的攝像性能就顯得尤為重要。

近幾年來主流智能手機攝像頭的像素已經由前幾年的800萬像素上升到了1 300像素、1 600萬像素甚至2 000萬像素，但是由于智能手機體積的限制，手機攝像頭鏡頭在物理體積和感光元件尺寸方面不可能無限制地增大，在感光元件沒有突破性的進展之前，一味追求過高的像素并沒有太大的意義。于是有聰明的廠商另辟蹊徑，在現有的單向攝像頭的基礎上又增添一枚攝像頭，形成雙平行攝像頭的設計。相比于目前傳統的單攝像頭，表面上是增加了一顆攝像頭，但包括對焦、成像的原理卻大不相同。

由于兩個攝像頭之間有一定的距離，與對焦物體之間可以形成一個三角形，通過簡單的三角函數就可以計算出目標物體與攝像頭的距離，也就是焦距，然后攝像頭模組馬達進行準確調整，攝像頭就可以完成超快速的對焦。當然雙攝像頭的意義不僅僅是快速對焦，它通過軟件算法來優化雙攝像頭取景范圍重合的部分。這樣一來就相當于一張照片進行了兩次的曝光，無論是在清晰度還是進光量上都有大幅度提升。同時，雙攝像頭還會對畫面上各個距離上的物體進行對焦識別，從而在拍攝的樣張中記錄了對焦物體的焦距信息，所有畫面中的物體都進行了量化，這樣一來用戶就能夠實現對焦物體的虛化和再對焦，這一功能也是基于雙攝像頭能夠記錄畫面景深信息而特別定制的。

在相機材料沒有突破性進展的情況下，相機制造商們也從未放棄去制造性能更好的傳感器。眾所周知，鏡頭的成像是通過鏡片的折射讓光線投射在感光元件上，但是其匯聚的光線很難都出現在同一平面上，這會造成桶形畸變、邊角失光等問題。同時由于感光元件的結構限制，在接收光線時，只有垂直射入的光線才能達到良好的成像效果。而邊角處的光線通常是傾斜的，于是邊角的成像效果會較差。

為此索尼研發了一種曲面傳感器，讓通過鏡頭邊緣的光線能夠垂直照射到感光元件上，讓照片的邊緣的成像效果與中心一樣優秀。我們只需要先設計鏡頭，然后測試出鏡頭后投射的相場的曲率，根據相場確定傳感器的彎曲程度。這樣由于無需大幅修正光路，可以大大減少鏡頭鏡片的數量，既降低了攝像頭厚度，還能增加進光量，優點不言而喻。而連索尼自己也沒有想到的是，由于彎曲的感光元件造成的張力改變了感光區硅元件的能級差，所以降低了暗電流導致的噪信號，簡單來說就是拍出的照片噪點更少了。

雖然曲面傳感器也是有缺陷的，但因為曲面傳感器只能應用在與之配套的鏡頭上，所以如果搭配了其他鏡頭，很可能會出現奇怪的畸變。而這恰恰都是手機需要的：不可更換鏡頭、更大光圈、更好高感。如果手機能引入曲面傳感器，那么畫質又能有一次新的飛躍，到那個時候，用手機拍攝星空也許就真的是普通消費者都能輕松辦到的事情了。