三星研发全局快门手机图像传感器 提升高速运动拍摄精度

随着科技的不断进步，智能手机摄影逐渐成为人们日常生活中不可或缺的一部分。而在这一领域，三星正努力实现一项突破性创新——研发全局快门级别的手机图像传感器。根据韩媒《时事周刊》的最新报道，这项技术的主要目标是克服传统行扫描曝光模式在高速运动场景下带来的成像失真问题，从而为用户提供更加精准和清晰的图像。

全局快门与传统行扫描的区别

目前大多数智能手机的图像传感器采用行扫描技术，即逐行曝光。这种方法在静态拍摄时表现良好，但在拍摄高速运动物体时，容易因为运动造成画面的失真和变形。这种现象被称为“运动畸变”，例如拍摄高速移动的运动员或赛车时，画面会出现严重的拉伸或模糊，影响成像质量。

与之相对的全局快门技术，则能够在同一时刻对图像进行全局曝光，确保在瞬间捕捉到的画面不会出现失真。这种技术虽然由来已久，但由于技术复杂性及对芯片结构的高要求，至今在手机领域里仍然鲜有应用案例。

三星的技术革新

三星通过创新的几何设计和芯片结构优化，尝试将全局快门技术引入到手机图像传感器中。具体而言，三星对像素结构进行了调整，致使一颗图像传感器能够同时实现滚动快门和全局快门的功能。

在传统图像传感器中，模数转换器（ADC）将像素的模拟信号转变为数字信号，通常这种处理是在整个图像采集过程完成后进行。而三星则对此进行了颠覆性设计，将ADC功能下放到像素级别，使得每个像素能够更快地处理信号。这一进步可以有效地提高传感器在高速拍摄时的性能，同时减少由于运动而导致的图像失真。

像素面积的增大是执行这一创新的一个大挑战。三星目前的最小像素约为3微米，而高端手机图像传感器通常使用1.5微米的像素。为了克服这一障碍，三星采取了将1.5微米的像素以2×2的方式组合，创建了更大的像素单元，这一方法使得每个像素在处理信号的同时，依然能够保有细腻的成像能力。

运动补偿与图像质量提升

在实际应用中，由于图像传感器仍包含滚动快门过程，因此在高速运动情况下，拍摄图像可能依然会有轻微的畸变。为了解决这一问题，三星采用了一种新的算法，通过提取光流信息进行运动补偿。当拍摄对象或相机发生运动时，每个像素的亮度变化将被精准捕捉，借此算法，三星的图像传感器能更好地还原运动情况下的真实场景。

这种技术的成功实施，将极大提升手机拍摄动态画面的质量，为用户带来更为流畅、清晰的视觉体验。

行业反响与未来展望

三星的这一创新在业界引发了广泛的关注和讨论。苹果公司亦对全局快门技术表现出浓厚的兴趣，并已逐步申请在其iPhone产品上搭载相应专利。同时，苹果和三星两家公司也在合作研发下一代CMOS图像传感器，以期共同推动智能手机成像技术的革新。

值得一提的是，三星计划在2026年国际固态电路会议（ISSCC）上正式发布这一技术的相关成果。这将是全球智能手机摄像行业的一个新里程碑，届时用户将有机会体验到前所未有的拍摄能力。

随着市场对智能手机摄影性能要求的不断提升，全局快门技术必将成为未来手机图像传感器发展的重要方向。三星此次的技术突破，不仅将提升其产品竞争力，也可能引领整个行业朝着更加高效和精准的方向发展。随着性能的持续提高，未来的智能手机拍摄将更加完美，无论是捕捉高速运动还是静态画面，都将如同专业相机般出色，开启手机摄影的全新时代。