Guerra delle dimensioni dei sensori delle fotocamere degli smartphone: compromessi di progettazione e innovazioni dei moduli sensore da 1 pollice

Nella corsa alla tecnologia degli smartphone, la dimensione del sensore è sempre stata un campo di battaglia. Dai primi 1/2,5 pollici all'attuale 1 pollice. sensore, stanno cercando di ottenere un salto di qualità nelle prestazioni della qualità d'immagine attraverso aggiornamenti hardware fisici. Tuttavia, una volta che le dimensioni del sensore superano il punto critico, la contraddizione tra il modulo ottico e il design del corpo macchina diventa gradualmente evidente, e una partita sulla strada tecnica inizia silenziosamente.

I vantaggi di un sensore di grandi dimensioni sono evidenti: un'area fotosensibile più ampia può catturare più fotoni, migliorando significativamente la capacità di scatto in condizioni di scarsa illuminazione e la gamma dinamica, offrendo al contempo effetti di sfocatura dello sfondo più naturali. Prendendo come esempio OPPO Find X7 Ultra dotato di LYT900, il suo sensore da 1 pollice, grazie alla tecnologia di processo a 22 nm e alla tecnologia DI ADC, ha raggiunto la piena capacità DCG HDR e, con il doppio campionamento istantaneo, ha spinto le prestazioni dinamiche della fotografia computazionale a un nuovo livello. Vivo X100 Ultra, grazie al gruppo di lenti ottiche 1G+7P con rivestimento Zeiss T*, ottimizza ulteriormente le prestazioni ottiche del sensore di grandi dimensioni, garantendo una riproduzione precisa di dettagli e colori. Tuttavia, l'aumento delle dimensioni fisiche porta con sé problemi spinosi. Il primo modello Xiaomi 13 Ultra ha uno spessore del modulo fotocamera di 15,4 mm, che influisce significativamente sulla presa. Per bilanciare le prestazioni dell'immagine e la leggerezza del corpo, i produttori devono scendere a compromessi. Ad esempio, Xiaomi 15 Ultra utilizza un design della scheda madre per fare spazio al componente della fotocamera, ma sacrifica parte del volume del motore; Huawei Pura 70 Ultra, attraverso la struttura telescopica del "modulo stellare", integra il sensore da 1 pollice con ampia apertura F1.6 in un corpo da 8,4 mm, ottenendo un'importante svolta in ambito industriale.

Di fronte al collo di bottiglia dimensionale, i produttori hanno iniziato a esplorare percorsi tecnici diversificati. La ricerca e sviluppo congiunta di OPP e Sony sulla tecnologia dei pixel pieghevoli (pixel a transistor a doppio strato) attraverso l'ottimizzazione strutturale ha raddoppiato il segnale di saturazione, aumentato la gamma dinamica del 355% e ridotto lo spessore del modulo di 3 mm, il che fornisce un supporto fondamentale per l'aggiornamento dell'imaging dei telefoni cellulari pieghevoli. Questa svolta tecnologica dimostra che il miglioramento delle prestazioni dei sensori non deve basarsi solo sull'espansione delle dimensioni fisiche. D'altra parte, l'integrazione di pixel elevati e sensori di grandi dimensioni è diventata una nuova tendenza. Sebbene il sensore da 200 MP di Samsung abbia un vantaggio di dimensioni di 1/1,3 pollici, Sony sta sviluppando un sensore più grande da 200 MP, cercando di superarlo attraverso parametri hardware. Questa competizione tecnologica si basa essenzialmente su diverse interpretazioni dell'equilibrio tra "densità di pixel" e "area fotosensibile" da parte dei produttori. In futuro, come ottenere pixel elevati e sensori di grandi dimensioni in uno spazio limitato diventerà la proposta del settore.

Mentre i sensori da 1 pollice dominano ancora i modelli di punta, alcuni produttori stanno tentando di tornare alla razionalità. La serie Xiaomi 14 ha abbandonato l'IMX989 a favore del sensore "Light and Shadow Hunter", compensando le lacune hardware attraverso regolazioni dell'apertura e algoritmi computazionali; Vivo, d'altra parte, ha raggiunto un'elaborazione delle immagini a bassa latenza grazie ai chip AI-ISP, passando dalla fotografia computazionale all'elaborazione in tempo reale e basata su scenari. Questi casi indicano che la "corsa agli armamenti" basata esclusivamente sulle dimensioni del sensore non è più in grado di soddisfare le esigenze degli utenti; la direzione futura è un'ottimizzazione approfondita sia dell'hardware che del software. Vale la pena notare che le innovazioni nel design ottico stanno accelerando il superamento dei limiti fisici. L'obiettivo Sopic di Huawei e il sistema a doppia fotocamera Periscope di OPPO, entrambi progettati con un design strutturale, ricostruiscono il percorso ottico in uno spazio ristretto, mantenendo i vantaggi dei sensori di grandi dimensioni e considerando al contempo un design sottile. Questa sorta di "magia in un guscio di lumaca" potrebbe condurre l'imaging dei telefoni cellulari verso una nuova era di "innovazione spaziale".

La guerra per le dimensioni dei sensori nelle fotocamere degli smartphone è tutt'altro che finita, ma l'attenzione del settore si è spostata dai puri confronti hardware alla tecnologia e all'esperienza utente. La diffusione dei sensori da 1 pollice non è solo una pietra miliare, ma anche un nuovo punto di partenza: costringe i produttori a trovare soluzioni più innovative in spazi limitati, guidando la tecnologia di imaging verso uno sviluppo più raffinato e intelligente. In futuro, con le continue innovazioni nella scienza dei materiali e negli algoritmi, gli smartphone potrebbero sfatare la tradizionale percezione di "sensori più grandi vincenti", trovando un perfetto equilibrio tra sottigliezza e qualità dell'immagine.