解析反人类设计 手机摄像头为何凸出来

  反人类设计一直是消费者所不能理解的，不禁让用户们思考，这个设计不实用看着又别扭，当初为什么还要这样设计呢？让我们欣赏一些反人类的设计。

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  当然也包括手机用户一直不能理解的：手机摄像头凸起

iPhone手机摄像头凸起

作为全球顶尖的智能手机厂商苹果公司也是从iPhone第六代开始将手机摄像头凸起的设计一直延续到如今的iPhone 第七代，这不得不让一些忠实但具有强迫症的果粉一次又一次的将凸起的摄像头磨平。

外国网友将苹果凸起摄像头磨平（图片引自腾讯视频）

  之前吐槽过摄像头凸起设计的锤子手机从M1的问世后同样也采用了摄像头凸起的设计。

锤子M1

  不由得让我们问一句“手机摄像头为什么要凸出来？”

  事实上，手机摄像头制造商也不想采取凸起的设计，他们这么做也是迫不得已。

  自从手机拍照功能的普及，这就意味着，为了满足市场需求，摄像头厂必须将摄像头做薄做小。 

  决定手机摄像头成像效果的主要部分不光有镜头、传感器还有DSP。DSP又叫数字信号处理芯片，是网络摄像头的大脑，效果相当于计算机里的CPU，它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号传到显示器上，是网络摄像头的核心设备。

  高像素摄像头由于DSP尺寸的工艺升级，做小已经做到了，从14年的16M（1600万像素）摄像头马达， 到今年的16M AF（1600万自动对焦）马达与16M FF摄像头组件可以看出，两年的时间，模具被大大的“缩小”了。

14年和16年手机摄像头马达模具对比(图片引自知乎)

手机摄像头结构示意图（图片引自百度百科）

  但说到做薄，目前由于因为限制光学结构的问题，越高的像素，镜头镜片片数越多，所以导致模组越厚。目前市面上的手机大多采用5P或6P镜头，例如小米3采用了5P镜头（4层塑料镜片+1层蓝光玻璃镜片），而有些手机则采用了更高级的6P镜头（5层塑料镜片+1层蓝光玻璃镜片），理论上来讲，6P镜头成像更真实。

5P镜头（图片引自官网）

6P镜头（图片引自官网）

  可以说，为了追求更好的成像效果以及更薄的机身厚度，摄像头凸出则是必然的。我们可以说摄像头凸起是性能与外观妥协的产物。

iPhone焦距变化史(图片引自知乎)

  由上图可以看出，iPhone的实际焦距和等效焦距越来越小，为了更加宽广的视野，这就意味着苹果要从最初的标准镜头演变成凸起的广角镜头。

广角镜头（图片引自百度百科）

    这不禁又引出了一个疑问，那为什么华为P10就可以做到摄像头不凸出呢？

    答案是：因为创新。

1.创新的摄像头架构方案

  在以往产品中，摄像头模组是固定在前壳的塑胶支撑壁上的，这个支撑壁的厚度一般在0.4mm，从华为P8系列开始，厂商就考虑到使用支撑壁会影响到整机厚度。业界一般采用的两种方案：保持手机的局部纤薄，而使摄像头凸出；或者保持摄像头纯平，而牺牲整机厚度。

但华为P8并没有妥协，为了减少这0.4mm，P8在摄像头架构方案上做了大胆创新。

（1） 去掉了前壳的塑胶支撑壁，而将摄像头模组直接放到Cover Lens上。

摄像头结构图（图片引自华为官方博客）

（2）为了保证前壳的强度，重点加强了摄像头周围的侧筋厚度。

（3）为了进一步减缓摄像头的侧向撞击，采用了双色注塑减震支架来保护摄像头。

摄像头结构图（图片引自华为官方博客）

2.  超薄摄像头模组方案

  华为采用了成本较高的高强度陶瓷作为基板以实现Cavity工艺。该工艺是在陶瓷基板上挖出凹槽使贴片接触点下沉，从而降低CMOS芯片的贴片高度约0.15mm，这是普通基板做不到的。

摄像头结构图（图片引自华为官方博客）

  同时华为采用了镜头凸起本体的模组设计方案，压低了OIS马达的本体高度，节省下的空间可用以布局结构件以使内部结构更加紧凑，整机更显纤薄。

摄像头结构图（图片引自华为官方博客）

3.有限元仿真技术的采用

  随着军事和科学技术的迅猛发展，有限元仿真技术已成为研制各种复杂系统必不可少的手段，尤其是在航空航天领域，有了仿真，可以帮助快速决策方案，同时大大缩短产品开发周期，降低前期投入成本，拥有很高的经济效益。而现在，这种技术已逐渐被消费电子领域所使用。

  华为在P8系列产品设计初期就引入了该技术。通过仿真对多种结构方案进行模拟实验（包括整机仿真跌落试验、模态仿真和热仿真等），以使工程师能在产品开发初期快速发现可靠性问题，识别未知风险，并在设计过程中不断进行迭代优化。华为手机的仿真准确率高达80%，可以说是华为纯平摄像头方案背后的坚实支撑，技术的采用及提升是华为摄像头在业界出色的一大因素。

  在狭小的空间里面，通过架构方案的创新，有效保护了摄像头，同时实现了摄像头不凸起的外观，华为真的做到了。

  不得不说，摄像头凸出设计的背后，其实是整个智能手机市场创新乏力的表征。

 例如苹果公司，1984年的Macintosh、2001年的iPod、2007年的iPhone和2010年的iPad，这些都是苹果创新的经典之作。iPhone经历了多年迭代，可供创新的空间已经不多。iPhone追求的似乎正在变为更大、更快、更薄。

  硬件和软件上的创新都已同样进入瓶颈期。“iPhone从第六代开始，也不过是把屏幕变大、机身变薄而已。”有这种感觉的人并不在少数。

  如果手机摄像头越做越凸，那未来的智能手机会不会变成这个样子：

编者想象中未来手机的摄像头

  编者认为，想要在轻薄的机身上既要提升拍照质量，又要不凸起的摄像头，这显然是现在大多手机厂商无能为力的事情，想要突破这个瓶颈还需要技术人员很长时间的钻研，但是我们相信，未来是美好的，会有更新鲜创意的技术等待着我们去发现，去探索。

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