今日公布的Apple最新授权专利,展现了对未来设备中前后置摄像头封装方式的重大重构思路。Apple不再将每个摄像头设计为独立模块(各配备专属驱动装置、镜头组和防抖硬件),而是提出一款紧凑的单摄像头模块方案——内置两组反向朝向的光学组件,由共享的驱动装置和承载结构统一驱动。该设计可同时为两个摄像头实现自动对焦和图像防抖,同时大幅降低内部空间占用需求。
这项专利直指现代智能手机设计中最棘手的难题之一:内部空间的争夺。当下的iPhone采用独立的摄像头模块,每个模块都配有专属镜筒、图像传感器、驱动装置和防抖系统。随着摄像头硬件的不断升级,这些模块占用的空间持续增大,迫使厂商在电池容量、散热设计和元件布局上做出妥协。而Apple的新方案将两个摄像头整合至一套机械系统中,既可以打造更纤薄的设备,也能在相同空间内搭载更大的传感器和镜头。
该发明的核心是一个共享承载架,可固定两组光学组件的核心部件;单个驱动装置(如音圈电机)能带动承载架沿轴线移动,同时调整两个镜头模块与对应图像传感器之间的距离。这种同步移动无需重复配置硬件,就能为两个摄像头实现自动对焦和光学防抖。驱动装置和线圈被安置在两组光学组件之间,既实现了空间利用的最大化,又减少了多个驱动装置近距离工作时易产生的电磁干扰。
专利中还描述了一种支架结构,可固定部分元件并允许其他元件移动,同时搭配滚珠轴承滚道和位置传感器,用于引导和追踪承载架的移动。最终形成的是一个高度集成的摄像模块,能够通过单一的一体化模块,满足设备前后置的成像需求。
单个驱动装置即可控制两个反向摄像头的自动对焦和防抖功能,减少元件重复配置;共享承载架构大幅缩减摄像头硬件的内部占用空间;释放的空间可用于搭载更大的传感器、镜头,或其他设备元件;相比多个独立驱动装置,电磁干扰更低;无需增加模块数量,即可打造更纤薄的设备,或更先进的摄像系统。
目前的iPhone为前后置摄像头配备独立的摄像模块,每个模块都有专属的驱动装置、镜头组、图像传感器和防抖系统。Apple这项新专利在架构上实现了多项关键突破。
双面摄像模块:单个模块内置两个反向朝向的摄像头,这是现有iPhone所不具备的设计;
摄像头共享驱动装置:现有iPhone每个摄像头配一个驱动装置,该专利则用一个驱动装置同时驱动两个摄像头的元件;
共享机械承载架:不再是每个摄像头拥有独立的可动镜头/传感器组件,而是两个摄像头共享一个同步移动的一体化承载架;
省空间设计支持更大光学元件:现有iPhone需为每个摄像头单独分配空间,该专利的整合式设计让Apple既可缩小设备尺寸,也可扩大传感器和镜头的规格;
减少干扰且简化校准:多个驱动装置易产生电磁干扰,且需要复杂的校准流程,单个驱动装置则简化了对位流程,降低了干扰噪音。
这一架构标志着Apple未来摄像系统设计的根本性转变,尤其适用于内部空间极度紧张的设备,如超轻薄iPhone、AR头显或紧凑型可穿戴设备。
