智能手机拍摄高速运动场景时,画面畸变问题长期困扰着用户。传统手机图像传感器多采用滚动快门(卷帘快门)技术,其逐行曝光的机制在捕捉快速移动物体时,容易产生形变,影响成像质量。为突破这一瓶颈,三星正研发一款创新型图像传感器,试图在智能手机有限的空间内实现全局快门功能,提升高速场景下的成像精准度。
全局快门技术并非新鲜事物,其核心优势在于所有像素同时曝光,能够完整记录瞬间画面,避免滚动快门带来的动态畸变。然而,受限于智能手机内部空间和传感器结构,全局快门此前难以应用于手机领域。主要障碍在于其复杂的像素设计需要放大像素尺寸,这会降低图像解析度,与手机对高像素的需求形成矛盾。
三星的解决方案聚焦于像素结构的创新。其研发的传感器基于一颗1200万像素、像素间距1.5微米的滚动快门镜头,通过将模数转换器(ADC)直接嵌入像素内部,形成像素级ADC架构。这一设计虽导致单个像素面积增大(传统最小像素约3微米,而高端手机常用1.5微米),但三星采用2×2像素组合方式,使4个1.5微米像素共享1个ADC,形成等效3微米的基本单元。这种设计既保留了小像素间距的优势,又为全局快门功能提供了硬件基础。
具体而言,该传感器的2×2像素组中,部分区域按滚动快门顺序工作,其余区域则支持全局快门模式。由于仍包含滚动快门过程,画面仍可能出现轻微畸变,因此三星引入光流信息提取与运动补偿技术。通过分析相机或拍摄对象移动时像素亮度的变化,系统能够动态修正画面,使小像素间距下的传感器呈现出接近全局快门的效果。
这一技术突破不仅吸引了行业关注,也引发了竞争对手的跟进。据报道,苹果正陆续申请在iPhone上搭载全局快门的相关专利,并已提交多项技术方案。与此同时,三星与苹果还在合作研发下一代CMOS图像传感器,双方的技术积累或为智能手机成像带来新的变革。三星计划在2026年的国际固态电路会议(ISSCC)上公布相关成果,届时这一创新设计能否真正解决手机高速拍摄的痛点,将成为行业焦点。