小米15 Ultra革命性模块化光学系统：重新定义移动影像

小米15 Ultra革命性模块化光学系统：重新定义移动影像小米15 Ultra 并非简单的手机升级，它带来的是一项革命性的技术——小米模块化光学系统。这项技术在三年前小米12 Ultra 模块化镜头设计的基础上，实现了全新的突破，通过可插拔光学模块与手机机身巧妙结合，并与手机的 ISP 和算法协同工作，将“大底+高素质镜头+强悍计算”完美融合

小米15 Ultra革命性模块化光学系统：重新定义移动影像

小米15 Ultra 并非简单的手机升级，它带来的是一项革命性的技术——小米模块化光学系统。这项技术在三年前小米12 Ultra 模块化镜头设计的基础上，实现了全新的突破，通过可插拔光学模块与手机机身巧妙结合，并与手机的 ISP 和算法协同工作，将“大底+高素质镜头+强悍计算”完美融合。用户在保持手机便携性的同时，即可获得接近专业相机的成像质量和操作灵活性，彻底改变移动影像的未来。

一、 模块化光学系统的形态与硬件

1. 原型机形态及连接方式

该模块采用“镜头+传感器”一体化封装设计，摒弃了额外的计算单元、存储空间和电池，最大程度地减轻重量，提升便携性。其厚度控制在约 30mm，轻便小巧。采用磁吸连接方式与手机无缝连接，无需繁琐的配对或连接过程，即插即用，方便快捷。这种设计理念也为未来扩展多焦段、多功能镜头组合提供了极高的灵活度。

2. M4/3 画幅“超大底”传感器

在手机影像领域，“1 英寸”CMOS 几乎是目前机内可容纳的极限。鉴于现有的堆叠技术和光学模组设计技术，这一现状短期内难以改变。为了获得显著提升的画质，小米模块光学系统直接采用 M4/3 传感器。“1 英寸”传感器常被誉为手机的“全画幅”，那么 M4/3 传感器则相当于手机的“中画幅”，其影像潜力巨大。

这颗定制 CMOS 的具体型号和性能细节目前仍处于保密阶段，暂且代称为“光影猎人 X”。其 1 亿像素规格，能够充分发挥镜头的超高解析力，捕捉更多细节，呈现更出色的影像效果。

二、 光学部分：源于移动光学的极限缩小

1. 全新镜头设计：突破传统相机规格限制

市面上现有的 Micro Four Thirds (MFT) 卡口镜头种类丰富，但在结构设计上并不适用于手机形态。MFT 卡口的法兰距高达 18mm，这意味着在任何镜组高度之上还要增加 18mm 的厚度，这对于追求便携性的移动设备来说是不可接受的。

此外，传统相机镜头多采用双高斯结构设计，内部由球面镜排列组合而成。这种设计量产难度低、稳定性强，但体积较大，尤其大光圈镜头需要更多镜片来矫正边缘画质。

为了突破体积限制，小米光学研究所果断抛弃了传统方案，基于自身在移动光学的丰富经验，从零开始设计一款全新镜头。该镜头采用类似手机主摄的全非球面结构，并利用模块化设计的优势，放宽了重量限制，采用更高素质的玻璃材质。

最终，法兰距仅为传统 M4/3 相机的 10%，却达到了等效 35mm 的焦距，并拥有 f/1.4 的大光圈，也就是常说的“人文之眼”。通过定制化设计，大大提升了光学设计自由度，显著缩小了镜组体积。

2. 体积与画质并存：精益求精的光学素质

在做好体积控制的同时，小米光学研究所团队竭力保证更高的光学素质。采用全玻璃非球面镜片，并经过多次优化设计，在解析力、色差等关键指标上达到了普通可换镜头的水平。这意味着用一半的体积实现了同等的光学指标，这是一项巨大的提升。

这套光学设计与“光影猎人 X”传感器实现了 1:1 匹配，针对 1 亿像素、CFA、CRA 等指标进行最佳匹配设计。此外，小米还对每一对传感器和镜头的组合进行了精准的标定校准，每次拍照时都会使用这些与自身光学系统绑定的标定数据，这在可换镜头相机上是难以实现的。

3. 一体化设计：多样化潜力无限

除了 35mm F1.4 镜头外，这套模块化光学系统平台还可以在相同的卡口接口下扩展不同类型的镜头，例如移轴镜头、微距镜头、潜望式长焦镜头等，为专业摄影师和影像爱好者提供更多创作可能性，在移动端释放更多影像活力。

三、 数据传输：高速无损的 LaserLink 接口

1. 行业难题：带宽与延迟的挑战

此前出现过类似的外置镜头或相机模块产品，但或多或少都存在预览卡顿、取景延迟大、画质损失、需要配对和充电、使用体验不便利等问题。这些问题都源于带宽的瓶颈。在需要“实时预览+高质量记录”的场景下，如果仅依赖 Wi-Fi 或蓝牙，就必须对画面信号进行大幅压缩，容易造成预览卡顿和画质损失。此外，如果要将完整的 RAW 数据传回手机进行计算，远高于常规视频流的带宽需求，也让传统无线方案难以胜任。

2. 光通信技术：高带宽解决方案

为了确保 CMOS 原始信号能够无损传输到手机端的 ISP，小米光学研究所定制开发了 LaserLink 近红外光通信技术。该技术采用四路 CSI-2 2.5G，合计 10Gbps 的带宽，支持实时传输未压缩图像流，时延仅 20ns，远低于常规无线或有线方案的延迟。模块体积仅 3.75 x 4.5 x 1.7mm，可以很好地嵌入手机和镜头模组连接区域，不影响外观和内部堆叠。

四、 系统整合：融合式移动影像工作流

带宽问题的解决，带来了一个高效优雅的架构：传感器和 AISP 可以借助 MIPI 协议直连，这与手机内置镜头没有任何区别。实际上，可以直接复用已有的 ISP、NPU 和 AI 算法，配合大底 CMOS 实现快速的图像处理。自动对焦、动态照片、万物跟焦等在手机端成熟的功能可以无缝映射到大底镜头的成像流程中。拍摄后，无需额外导入和压缩，即可直接将照片保存在手机相册，并利用手机自带的照片编辑软件或第三方专业 App 进行后期处理。

这种“伸手即用，即插即拍”的体验，类似于 AirPods 之于音频生态：无需繁琐的配对操作，也无需额外安装独立 App。在工业设计和交互设计上，这套模块化系统实质上将专业相机“隐藏”在手机背后，为用户提供更便捷、更专业的移动影像体验。

小米光学研究所的“小米模块化光学系统”并非针对单一产品的升级，而是为整个移动影像生态提供了新的思路。未来，手机也许会进一步“蚕食”专业相机的使用场景：更便捷的交互、更强大的 ISP 算力和更灵活的镜头组合，让人们在日常与专业之间无缝切换。或者，它也可能像现在一样，更充分地激活用户的创作热情，让更多人对影像感兴趣，反向带动相机市场。

这套预研平台的种种努力，也为行业带来了更多灵感：或许下一步能够将各种专业级镜头形式以“磁吸+光通信”的方式带入手机，加速专业影像生态的全面“移动化”。

正如团队所言，这仍是一款预研技术，无论镜头素质还是软件算法，都将持续打磨。未来随着光学设计、软件调优，乃至与其他影像品牌的合作日渐成熟，这套系统或许有机会进入真实的消费级产品序列。让我们拭目以待。