一颗“被放弃”的芯片,让手机拥有了“微单级”影像

电子发烧友网Elecfans 2026-10-16 07:00
电子发烧友网报道(文/梁浩斌)光学镜头和传感器受限于手机体积,一直以来都是手机影像的物理桎梏。为了让手机影像能力更加接近专业相机,过去行业中,有出现过将卡片机伸缩光学变焦镜头加入到手机中的方案;有厂商在手机中加入更大面积的传感器;也有过在机身外挂独立相机模块,将手机无缝转变为一台专业相机。

而近年来随着演唱会需求而催生的增倍镜,解决了长焦镜头体积受限的问题,但实际装上增倍镜后,其他焦段无法使用,使用场景比较局限。

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华为在9月份推出的睿影Z10模块相机,其实也是前人走过的路。但时至今日,市场上这类手机外挂模块相机早已销声匿迹,这与当时这类产品体验差有很大关系,无线连接延迟大、需要额外充电、数据传输慢等都是此前产品都没有解决的问题。

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在10月12日的华为终端创新技术沟通会上,华为终端BG CTO李小龙首次对外分享了睿影Z10模块相机的开发历程以及技术细节,我们得以一窥这款引起不小争议的产品,到底是如何重新定义模块相机的体验。

一颗“被放弃”的芯片,撑起了一个新物种

华为睿影Z10模块相机,内部代号被命名为“金刚”,意为这是一款既能变形、又足够强大的扩展模块。

李小龙在现场回忆了一件有趣的往事。“金刚”这个想法,早在2019年Mate 30发布时就有了雏形。当时他和团队盯着圆形后摄模组的deco,开玩笑地说:能不能直接换成单反大镜头?这不就是手机影像最完美的扩展方案吗?

听起来顺理成章,但真正落地时,行业里无数厂家都折了戟。行业内一个普遍做法是用WiFi连接,然而延迟高到没法对焦,数据传输也无法做到即拍即看。

而真正的破局,是一次海外出差的“偶遇”。

一次在欧洲研究所的交流中,当地的研发团队告诉李小龙,他们为另一条产品线开发了一颗高速传输芯片,原本是为了解决10米左右距离的传输问题,但项目卡壳了。“他们告诉我搞不定这个项目的时候,我当时就说,这不就是我朝思暮想想要的技术吗?我不需要10米,只需要几个毫米就够了。”

就这样,一颗原本为长距离传输而生的芯片,被“转岗”到了距离只有几毫米的镜头模组上。在拆解中可以看到,在手机镜头deco内,以及睿影Z10的连接口,各自内置了无线收发芯片,而将模块相机连接到手机上后,这两颗芯片的距离几乎只隔着相机镜头玻璃。

得益于这颗高速传输芯片,相机模块无需内置ISP,可以直接通过无线传输,实时将1英寸传感器的原始数据传到手机内部SoC上的ISP处理。

从2023年立项到2026年发布,这颗无线芯片在功耗、带宽、对水汽/化妆品/油污/粉尘等极端环境的耐受性上一遍遍被重写。镜头要反复伸缩,FPC软板要在手机外面穿梭,信号不能被干扰、排线不能被绞断,这是传统相机厂家从未遇到过的问题。

最终,通过华为全球研发团队协同作战,在整个开发周期共申请了76件专利,覆盖产品形态、光学、电气、AI算法等六大领域,成功将一个概念转变为可以落地量产的产品。

八大模块+300零件,把微单镜头塞进了手机扩展模组

对于一个相机来说,传感器固然重要,但一个好的镜头,对于画质的提升同样非常重要。睿影Z10镜头模组中,集成了8大功能模块、300多个零部件。

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顶端传感器群集成第三代红枫原色传感器+激光对焦+防闪烁;光学镜片组由6镜群19枚全玻璃镜片组成,其中包括3枚超低色散(阿贝数>90,逼近萤石94)、5枚非球面低色散(阿贝数>80)、9枚精密非球面;机械结构群包括变焦齿轮组、对焦齿轮组、连续可变光圈;防抖与传输方面,集成了独立OIS马达、HyperClick卡口、多协议接口。

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李小龙提到,“当时给团队的要求是,“金刚”套在手机上,无论哪个焦段都比手机本体的镜头好。”专业卡片机长焦端能秒手机,但主摄端往往打不过,这是因为多数高端卡片机的最大光圈只能做到F3.1,进光量打折太严重。在Z10上,华为把最大光圈硬顶到F2.0,这在一英寸传感器上属于“几乎做不到”的级别。

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睿影Z10剖面图 电子发烧友网摄
在光学镜头上,对焦距离越近,成像的难度越大。要做到24-240mm连续变焦,传统相机镜头的最近对焦距离一般是半米,但手机拍摄场景往往物体更近,用户需要更近的对焦距离。

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为了在Z10上实现10cm对焦距离,镜片组用了9枚精密非球面镜片来压近距离下的彗差和球差,用3枚超低色散(阿贝数 >90)来抵消近距离的色差放大,再加上高精度对焦马达和线性 TMR传感器协同保证行程精度。

Z10还有一个细节——HyperClick超级卡口。李小龙给团队提了一个“过分”的要求:卡口一定要好装,不能拆。

“我们特别怕一些手欠的用户不小心把它拆下来装不回去。最终达成的目标是,安装时特别容易,拆下来比装的时候稍微难一点点。”

这块卡口设计的背后是跨产品适配。Z10适配Mate 90 Pro Max典藏版(H1卡口)与Mate 90 RS 非凡大师(H2卡口),两个卡口可任意互换。这也意味着用户买一颗镜头,可以在两款手机间无障碍切换。

在产品定义阶段,还有一个小插曲。李小龙提到,很多用户按镜头盖尺寸买了滤镜,发现套不上去,但这并非做工问题,而是故意为之。“我们镜头前端有一颗红枫摄像头,视场几乎贴着主镜筒边缘。套上和镜筒同口径的滤镜,侧边会遮挡红枫一半视野,导致画面一半偏色。”

但如果用户确实有需求,官方也提供了一套方案,通过斯莫格滤镜转接环扩展到77mm口径,再外接CPL、ND、星光镜。“我们辛辛苦苦做出了一个这么漂亮的MTF曲线,又被用户套个UV镜,把画质全给干没了。我们不希望出现这个画面。”

与手机SoC协同,带来的降维打击

镜头做出来了,但这只是硬件基础。真正让Z10有别于传统相机的,是与手机SoC的协同。

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传统相机一个常见的指标是对焦点的数量,一般是十几点、几十点乃至上百点。但Z10是一颗全像素对焦传感器,已经没有对焦点个数的概念了。再叠加麒麟9050 Pro的AI相位预测、3D运动追焦、变焦焦点跟随算法,可以做到:
●暗光对焦:在全黑、几乎无纹理的场景下,靠激光对焦+AI相位精准锁定;
●意图预测:用海量对焦数据训练模型,AI会"猜"用户想拍哪里,把焦点提前压上去;
●速度与精度:VCM线性马达直驱,对焦精度较STM提升5倍,对焦速度较APS-C旗舰微单提升100%;
●CIPA 7.0防抖等级:24mm端1.4°、85mm端1.1°、240mm端0.73°,与专业相机持平。

还有一个普通用户更关心的指标——出片率。“我们对防抖的要求非常高,即使小白用户也要有很高的出片率。”普通人拿专业大长焦,极暗光+长曝光几乎必糊;Z10把这个问题交给SoC和OIS协同,把“专业大长焦镜头”的使用门槛拉到了普通用户也能踩到的位置。

第三代红枫:色彩还原的坚定路线

如果说“金刚”是华为在影像能力外延的突破,那红枫原色影像就是华为色彩还原上的“内功”。李小龙用了相当长的篇幅讲色彩,在他看来,用户拿到一张照片的第一眼,看的不是头发丝够不够细、纹理够不够清晰,看的是色彩。

红枫这条线,华为埋头深耕十余年。早在第一代红枫立项时,行业里对这颗多光谱摄像头还有不同的声音,华为内部也有专家并不看好。但华为最终真的去做了,并额外投资了两家做多光谱的公司,两条腿走路。其中一家走到了最后,成为今天红枫系列的基础。

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传统的RGB三通道传感器存在一个长期被忽略的物理瓶颈:同色异谱。两条光谱完全不同的光,可以在RGB三个通道上打出完全相同的数值,相机以为是同一个颜色,人眼看到的却是两种光。

传统RGB方案在复杂光源下会“猜错”白平衡;遇到大面积纯色背景更是灾难。

华为的做法是引入多光谱感知:在主摄之外再加一颗专门确定颜色的红枫摄像头,用150万条光谱通道直接读取环境光,再交给自研ISP处理。

第一代红枫把色准误差从1.2(ΔE00)压到0.35,比传统方案提升120%。第二代红枫把单像素从1.75μm扩大到2.45μm,进光量+96%、动态范围+300%、光谱感知+25%,并把通道从3×3扩展到4×4,引入芯片级Local-AWB技术,啃下了复杂光源和纯色场景的硬骨头。

到第三代,红枫解决了两道行业级难题:一是分区肤色还原。不管你站在红光、绿光还是蓝光底下,人的大脑都认定肤色不该变。芯片级实时分区校准让肤色还原能力比上一代再提升62%。

二是红外污染。人眼看不见红外光,但传统传感器的每个通道都对红光有响应,会让画面蒙上一层灰。第三代红枫把725-1100nm波段平均透过率压到0.05%以下,红外截止能力翻倍。

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“首先要准,才能算”,这是李小龙在现场反复强调的一句话。算法再强,输入不准就是“垃圾进、垃圾出”。红枫坚持用多光谱传感器作算法核心输入,这就是最核心的原因。

写在最后

从Mate 30一句玩笑话,到2026年真正落地,Z10走了六年。如果说过去十年华为影像的关键词是“手机端的极致堆料”,那么从Z10开始,华为影像正在换一个思路:把手机和相机的能力真正打通,用手机SoC算力、AI算法、激光对焦、信号链路,去补传统相机操作繁琐、分享链路太长的短板。用一英寸大底、十倍无损变焦、微单级光学品质,去弥补手机长焦画质被空间锁死的短板。

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