حرب أحجام مستشعرات كاميرا الهواتف الذكية، والتنازلات في تصميم وحدات الاستشعار الكبيرة مقاس بوصة واحدة والاختراقات

في سباق تكنولوجيا الهواتف الذكية، لطالما كان حجم المستشعر ساحة معركة. من المستشعرات القديمة بحجم 1/2.5 بوصة إلى المستشعرات الكبيرة بحجم بوصة واحدة اليوم جهاز استشعاريسعى المطورون إلى تحقيق نقلة نوعية في جودة الصورة من خلال ترقيات الأجهزة المادية. ومع ذلك، بعد تجاوز حجم المستشعر الحدّ الحرج، يبرز التناقض بين الوحدة البصرية وتصميم الجسم تدريجيًا، ويجري العمل على المسار التقني بهدوء.

مزايا المستشعر الكبير واضحة: يمكن لمنطقة حساسة للضوء أكبر التقاط المزيد من الفوتونات، مما يحسن بشكل كبير من قدرة التصوير في الإضاءة المنخفضة والنطاق الديناميكي مع جلب المزيد من تأثيرات ضبابية الخلفية الطبيعية. على سبيل المثال، فإن OPPO Find X7 Ultra المزود بمعالج LYT900، حقق مستشعره مقاس 1 بوصة، من خلال تقنية معالجة 22 نانومتر وتقنية DI ADC، قدرة DCG HDR كاملة الكمية، ومع أخذ العينات المزدوجة الفورية، فقد دفع الأداء الديناميكي للتصوير الحاسوبي إلى مستوى جديد. يعمل vivo X100 Ultra، من خلال طلاء مجموعة العدسات البصرية 1G + 7P Zeiss T *، على تحسين الأداء البصري للمستشعر الكبير بشكل أكبر، مما يضمن إعادة إنتاج دقيقة للتفاصيل والألوان. ومع ذلك، فإن توسيع الحجم المادي يجلب مشاكل شائكة. يبلغ سمك وحدة الكاميرا في الطراز المبكر Xiaomi 13 Ultra 15.4 مم، مما يؤثر بشكل كبير على القبضة. من أجل تحقيق التوازن بين أداء الصورة وخفة الجسم، يتعين على الشركات المصنعة تقديم تنازلات. على سبيل المثال، يستخدم هاتف Xiaomi 15 Ultra تصميم اللوحة الرئيسية لإفساح المجال لمكون الكاميرا، لكنه يضحي بجزء من حجم المحرك؛ ويدمج هاتف Huawei Pura 70 Ultra، من خلال الهيكل التلسكوبي "الوحدة النجمية"، مستشعرًا مقاس 1 بوصة مع فتحة كبيرة F1.6 في جسم مقاس 8.4 مم، محققًا بذلك اختراقًا كبيرًا في الصناعة.

في مواجهة اختناق الحجم، بدأ المصنعون في استكشاف مسارات تقنية متنوعة. وقد ساهم البحث والتطوير المشترك بين OPP وسوني في تقنية البكسل القابل للطي (بكسلات الترانزستور ثنائية الطبقة)، من خلال التحسين الهيكلي، في زيادة إشارة التشبع بمقدار ضعفين، وزيادة النطاق الديناميكي بنسبة 355%، وتقليل سمك الوحدة بمقدار 3 مم، مما يوفر دعمًا أساسيًا لترقية جودة التصوير في الهواتف المحمولة القابلة للطي. يُظهر هذا الإنجاز التكنولوجي أن تحسين أداء المستشعر لا يقتصر على زيادة الحجم المادي فحسب. من ناحية أخرى، أصبح دمج البكسلات العالية والمستشعرات الكبيرة اتجاهًا جديدًا. على الرغم من أن مستشعر سامسونج بدقة 200 ميجابكسل يتميز بميزة حجمية تبلغ 1/1.3 بوصة، إلا أن سوني تعمل على تطوير مستشعر أكبر بدقة 200 ميجابكسل، سعيًا لتجاوزه من خلال معايير الأجهزة. ويمثل هذا التنافس التكنولوجي اختلافًا جوهريًا في فهم المصنعين للتوازن بين "كثافة البكسل" و"المنطقة الحساسة للضوء". في المستقبل، سيصبح تحقيق "بكسلات عالية" ومستشعرات كبيرة في مساحة محدودة هو الهدف الرئيسي للصناعة.

بينما لا تزال مستشعرات البوصة الواحدة تهيمن على الهواتف الرائدة، يحاول بعض المصنّعين العودة إلى المنطق. تخلّت سلسلة هواتف Xiaomi 14 عن مستشعر IMX989 لصالح مستشعر "Light and Shadow Hunter"، الذي يُعوّض عن ثغرات الأجهزة من خلال تعديلات الفتحة والخوارزميات الحسابية؛ من ناحية أخرى، تمكّنت Vivo من تحقيق معالجة صور منخفضة الكمون باستخدام شرائح AI-ISP، والتصوير الحسابي نحو معالجة آنية وقائمة على السيناريوهات. تشير هذه الحالات إلى أن "سباق التسلح" المعتمد فقط على حجم المستشعر لم يعد قادرًا على تلبية احتياجات المستخدم، وأن التحسين العميق لكل من الأجهزة والبرمجيات هو الاتجاه المستقبلي. تجدر الإشارة إلى أن الابتكارات في التصميم البصري تُسرّع من تجاوز الحدود المادية. تُعيد عدسة Sopic من Huawei ونظام الكاميرا المزدوجة Periscope من OPPO، من خلال التصميم الهيكلي، بناء المسار البصري في مساحة محدودة، مع الحفاظ على مزايا المستشعرات الكبيرة مع مراعاة التصميم النحيف. إن هذا النوع من الحكمة المتمثلة في "القيام بالسحر في صدفة الحلزون" قد يقود تصوير الهاتف المحمول إلى عصر جديد من "الابتكار الحضري".

لم تنتهِ معركة أحجام المستشعرات في كاميرات الهواتف الذكية بعد، لكن تركيز الصناعة قد تحول من مقارنات الأجهزة فحسب إلى التركيز على التكنولوجيا وتجربة المستخدم. ولا يُعدّ شيوع استخدام المستشعرات مقاس بوصة واحدة إنجازًا بارزًا فحسب، بل يُمثّل أيضًا نقطة انطلاق جديدة، إذ يُجبر المصنّعين على إيجاد حلول أكثر ابتكارًا ضمن مساحة محدودة، مما يدفع تكنولوجيا التصوير نحو تطوير أكثر دقة وذكاءً. وفي المستقبل، ومع التطورات المستمرة في علوم المواد والخوارزميات، قد تُغيّر الهواتف الذكية المفهوم التقليدي القائل بأن "المستشعر الأكبر هو الأفضل"، مُحققةً توازنًا مثاليًا بين النحافة وجودة الصورة.