Woher kommen die Komponenten unserer Smartphone-Kamera?
Die Smartphone-Kamera besteht aus vielen Elementen
Die wichtigsten Komponenten einer Smartphone-Kamera
Um eine bestmögliche Foto- und Videoqualität zu erreichen, muss eine Vielzahl hochwertiger Komponenten im Handy verbaut sein. In unserem Kamera-Smartphone-Lexikon schildern wir Dir diese im Detail. Generell verwendet die Knipse in Deinem Smartphone folgende Elemente:
- Sensor (Bildwandler)
- Objektiv (bestehend aus mehreren Linsen)
- ISP (Bildsignalprozessor)
- Software (zur Ansteuerung und Einstellung der Kamera)
Bei höherpreisigen Mobiltelefonen können ergänzend diese Bauteile Verwendung finden:
- Autofokus (AF, PDAF, Laser, ToF)
- Optischer Bildstabilisator (OIS / Sensor-Shift)
Dabei gibt es große Unterschiede in der Qualität. Vor allem die Sensorfläche und die Blendenöffnung des Objektives sind für hochwertige Aufnahmen verantwortlich. Verschiedene Hersteller haben sich auf eines oder mehrere dieser Elemente spezialisiert. Smartphone-Hersteller kaufen oft bei den Firmen die benötigten Bauteile.
Eventuell sind Dir bei den Werbekampagnen mancher Handys Kooperationen mit Optik- oder Kamera-Spezialisten aufgefallen. Vor allem High-End-Smartphones profitieren durch Fachwissen von Unternehmen wie Zeiss oder Hasselblad.
Smartphone-Kamera: Sensor-Hersteller im Überblick
So sieht ein Handy-Kamerasensor aus (Quelle: SZ Tech Video)
In den Mobiltelefonen finden hauptsächlich CMOS-Bildwandler Verwendung. Dabei handelt es sich um Sensoren aus Metalloxid-Halbleitern. Seit vielen Jahren dominiert Sony diesen Sektor. Mehr als die Hälfte des Marktes nehmen die Chips des japanischen Elektronikkonzerns ein. Dabei bietet Sony die Handy-CMOS-Marken Lytia und Exmor (IMX) an.
Auf Position zwei befinden sich Smartphone-Bildwandler des südkoreanischen Herstellers Samsung. Dessen Produkte hören auf den Namen Isocell. Die aus China stammende Firma OmniVision komplettiert die Top-Drei. Ihre Bildwandler erkennst Du meistens am Kürzel OV.
Die aktuelle Marktverteilung der Handy-Kamerasensoren sieht aktuell folgendermaßen aus:
- Platz 1: Sony mit 54 Prozent Anteil
- Platz 2: Samsung mit 29 Prozent Anteil
- Platz 3: OmniVision mit knapp sieben Prozent Anteil
- Platz 4: GalaxyCore mit über fünf Prozent Anteil
- Platz 5: SK Hynix mit weniger als fünf Prozent Anteil
Weitere Anbieter von Fotografie-Chips für Smartphones nehmen weniger als ein Prozent des Marktes ein.
Smartphone-Kamera: Objektiv-Hersteller im Überblick
Handy-Kamera-Objektiv (Quelle: SZ Tech Video)
Ein gutes Objektiv ist genauso wichtig wie ein guter Sensor. Die Optik setzt sich aus mehreren Linsen zusammen und nimmt je nach Blendenöffnung unterschiedlich viel Licht auf. In diesem Segment gibt es ebenfalls einen deutlichen Marktführer, nämlich Largan. Die taiwanesische Firma hat sich auf optische Linsen spezialisiert und stattet unter anderem die iPhones mit ihnen aus.
Bekanntere Hersteller von Smartphone-Kamera-Objektiven sind LGs Tochter LG Innotek, Samsungs Tochter Samsung Electro-Mechanics und die Sharp-Marke Sunny Optical. Außerdem vergüten manche Unternehmen wie Zeiss die Objektive mit speziellen Linsen, um etwa Reflexionen und Darstellungsfehler (chromatische Aberration) zu reduzieren.
Die größten Objektiv-Hersteller für Handys sind:
- Platz 1: Largan Precision
- Platz 2: Sunny Optical
- Platz 3: Genius Electronic Optical
- Platz 4: Asia Optical
- Platz 5: AAC
Aktuell kaufen die Smartphone-Hersteller meistens Module mit fünf Linsen ein. Viele Unternehmen bieten Dir aber auch schon besser ausgestattete Objektive mit bis zu acht Linsen an. Die Linsen bestehen entweder aus Glas oder aus Kunststoff.
Schutzgläser für die Smartphone-Knipse
Neben dem eigentlichen Objektiv und einer vergütenden Linse kann davor auch ein besonderes Schutzglas angebracht sein. Weil Dein Smartphone häufig Kontakt mit Oberflächen, etwa Tischen und Schränke, hat, ist eine solche Komponente nützlich. Mit der Zeit verkratzt ansonsten das Objektiv, was sich negativ auf die Bildqualität auswirken kann.
Unter anderem haben diese Hersteller Kamera-Schutzgläser im Portfolio:
- Corning (Gorilla Glass)
- Apple (Sapphire Glass, iPhones)
- Schott (Xensation)
- Honor (Aluminium-Silikon-Glas, eigene Handys)
Du kannst aber auch nachträglich für viele Smartphones Schutzgläser für die Kameras erwerben. Damit bist Du langfristig auf der sicheren Seite.
Anbieter von Handy-Bildprozessoren (ISP)
Elemente einer Smartphone-Kamera (Quelle: Samsung)
Der Bildsignalprozessor (ISP, Englisch: Image Signal Processor) kümmert sich um die Verarbeitung der aufgenommenen Fotos und Videos. Häufig stammt der ISP vom Hersteller des Chipsatzes Deines Smartphones. Die Bildprozessoren sind nämlich oft ein Bestandteil des SoC (System-on-a-Chip), das auch den eigentlichen Prozessor (CPU) und den Grafikchip (GPU) beinhaltet.
Manchmal greifen die Handy-Hersteller aber auch auf externe Lösungen von Spezialisten zurück. Hier ein paar Beispiele von Anbietern der ISP:
- Qualcomm (via Snapdragon SoC)
- Samsung (via Exynos-SoC)
- Apple (via A-SoC)
- Google (via Tensor-SoC)
- MediaTek (via Dimensity- und Helio-SoC)
- Sony
- OmniVision
- Morpho
- NXP
Mittlerweile werden Bildsignalprozessoren auch durch KI-Chips (NPU, Englisch: Neural Processing Unit) unterstützt.
Smartphone-Kamera: Bildstabilisator-Hersteller im Überblick
Insbesondere nachts und in schlecht ausgeleuchteten Räumen ist ein Bildstabilisator ein Segen. Er sorgt dafür, dass die Aufnahmen auch bei längerer Belichtung oder etwas zittriger Hand möglichst scharf werden. Du profitierst also ungemein, wenn Dein Smartphone einen solchen Mechanismus hat. Es gibt einen Bildstabilisator für das Objektiv (OIS) und einen für den Chip (Sensor-Shift).
Beide Lösungen funktionieren ähnlich effektiv. Gimbal-Stabilisierungen sind noch effektiver. Wer baut aber diese praktischen Helfer? Wir konnten diese Firmen ausfindig machen:
- Jahwa Electronics
- Coasia Microelectronics
- Haesung Optics
- MEMS Drive
- LG Innotek
Dabei handelt es sich um die prominentesten Hersteller von Handy-Bildstabilisatoren. Es gibt auch zahlreiche kleinere Firmen, welche solche Produkte offerieren.
Anbieter für den Kamera-Autofokus
Autofokussysteme von Smartphone-Kameras (Quelle: Samsung)
Dreidimensionaler Autofokus
Apples Hilfssensor an der Rückseite von iPhone 15 Pro Max und Co. basiert auf der LiDAR-Technologie. Die Abkürzung steht für „Light Detection and Ranging“. Solche Module messen die Zeit, die reflektiertes Licht benötigt, um beim Empfängermodul anzukommen. Das ermöglicht eine dreidimensionale Abtastung von Oberflächen. Apples LiDAR-System stammt von Guangda.
Der dreidimensionale Tiefensensor (ToF, Time of Flight) funktioniert ähnlich LiDAR. Er lässt sich auch für AR-Anwendungen verwenden. Unter anderem VisionIC kreiert diese Produkte. Als Unterstützung für die Hauptkamera nutzen viele High-End-Smartphones außerdem einen Laser-Autofokus. Solche Module realisiert beispielsweise STMicroelectronics für Dich.
Dank Augmented Reality (AR) und 3D-Gesichtserkennung wird bis 2030 ein großes Wachstum an 3D-Kameras prognostiziert.
Zweidimensionaler Autofokus
Klassische Autofokussysteme (AF) sind Bestandteil der jeweiligen Bildwandler. Dazu zählen der Kontrast-Autofokus und der Phasenerkennung-Autofokus (PDAF). Erstere Methode ist günstiger. Eine Kontrasterkennung des Sensors bestimmt, ob ein Motiv fokussiert ist und passt die Linsen an, um Abweichungen zu kompensieren. Dieser AF ist langsam und hat Probleme bei schlechtem Licht.
Fortschrittliche Smartphone-Kameras nutzen einen Autofokus mit Phasenerkennung. Jener verwendet bestimmte Pixel des Sensors für das Fokussieren. Manche modernen Smartphones wie das Galaxy S24 Ultra können die komplette Fläche des Bildwandlers zum Scharfstellen benutzen. Die AF-Systeme werden vom Sensor-Anbieter realisiert. Also beispielsweise von Sony oder Samsung.
Kooperationen mit Optik- und Kamera-Spezialisten
Vivo kooperiert bei der Smartphone-Kamera mit Zeiss
Die Zusammenarbeit von Firmen aus dem Optik- und Kamera-Bereich mit Smartphone-Herstellern begann vor knapp zwei Jahrzehnten. Im Jahr 2005 überraschte Nokia mit dem ungewöhnlichen Nokia N90, das ein Objektiv von Carl Zeiss integriert hat. Schneider-Kreuznach, Leica und Hasselblad zogen nach, um für Dich die Handy-Fotografie zu verbessern.
Die Kooperationen können entweder hardwareseitig, softwareseitig oder beides sein. So steckt beispielsweise eine bestimmte Linse oder ein eigens für das Handy kreierte Objektiv im Inneren. Auf Softwareebene können Dir die Foto-Profis natürlichere Farben, besondere Filter oder eine allgemein bessere Bildqualität liefern. Ohne Kooperation entwickeln die Smartphone-Hersteller gänzlich selbst die Kamera-Software.
Diese Firmen arbeiten / arbeiteten mit Smartphone-Herstellern zusammen:
- Hasselblad (OnePlus, Oppo, früher Motorola)
- Zeiss (Vivo, früher Nokia)
- Leica (Xiaomi und eigene Leitz-Handys, früher Huawei)
- Schneider-Kreuznach (früher LG)
Es gibt auch Gerüchte, dass Kamera-Urgestein Canon zukünftig eine Partnerschaft mit einer Handy-Marke eingehen könnte.
Der Artikel beinhaltet Informationen aus den Quellen Counterpoint, Mordor Intelligence, LinkedIn (1, 2, 3), Business Research Insights, Allied Market Research, Yole Group, Fossbytes, Samsung und Metoree.
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