手机真能变身望远镜?潜望式连续变焦镜头诞生!

CFan 电脑爱好者 2020-06-17 09:43产品 标签:变焦镜头 光学 智能 手机

随着索尼IMX689、IMX700、三星GN1等一代CMOS传感器的出现,智能手机的随手拍效果已经无限趋近于传统的卡片相机,结合AI算法在超级夜景等特殊场景下的成像甚至可以媲美专业单反。但是,如何清晰记录远处风景依旧是手机在拍照能力方面的瓶颈。

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“定焦”的长焦镜头

就手机那小身板,肯定无法塞进可向外伸缩的光学变焦镜头,因此现阶段大家的解决思路,就是以主摄的25mm~28mm焦距为基准,搭配额外的长焦镜头,获得变相的“光学变焦”能力。

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需要注意的是,手机现有的长焦镜头,并不是传统相机领域的那种依靠镜片位移实现的画面放大缩小,而是一种焦距在50mm~240mm不等的“定焦镜头”,只是它们的焦距相对主摄而言被放大了2X~10X,所以50mm焦距的长焦镜头就能实现等效的2X光学变焦,240mm焦距的长焦镜头就等效10X光学变焦。

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没错,智能手机的光学变焦其实是依靠“切换镜头”,以“接力棒”的形式实现的。

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以小米10青春版为例,这款产品配备了800万超广角镜头、4800万像素广角主摄、800 万潜望式长焦镜头和微距镜头。其中,超广角、主摄和长焦镜头的焦距分别为15mm(0.6X)、28mm(1X)和122mm(等效5X),因此官方才会用“15mm~122mm全场景、全焦段覆盖”加以宣传。

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在实际拍照的过程中,15mm焦距(0.6X)位置由超广角镜头本色出演,而0.7X~0.9X之间则是由超广角镜头进行“数码变焦”;28mm焦距(1X)由主摄本色出演,1.1X~4.9X之间则是由主摄进行“数码变焦”;当我们放大到5X模式时,将自动切换到潜望式长焦镜头进行等同于5X光学变焦的拍照,而5.1X~10X由长焦(联合其他)镜头进行混合变焦,而10.1X~50X则是让长焦镜头进行“数码变焦”,最终实现“接力棒”式的变焦流程。

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长焦镜头能实现多少焦距,取决于长焦镜头内镜片的安装结构。一般来说,2X或3X长焦镜头都是传统的垂直排列的镜片,而5X长焦镜头就必须采用潜望式结构,即将CMOS传感器和镜片全部横向排列。

5X

华为P40 Pro+的潜望式长焦镜头比较特殊,其他手机的潜望式镜头里面只有1组棱镜参与了1次反射,而这款手机的潜望式镜头里却塞进了3组棱镜,在取景拍照过程中出现了5次光路反射,从而让焦距得以翻番,获得了240mm的等效10X光学变焦。

10X

那么,长焦镜头还有没有其他演进方向?

“变焦”的长焦镜头

还记得2015年12月发布的华硕ZenFone Zoom吗?这款产品可谓是“潜望式镜头”的鼻祖,其镜头模块内配备了10枚镜片,其中部分镜片可以通过马达进行位移,实现1X~3X之间的光学变焦。

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没错,1X~3X都是真正的光学变焦。

vivo在年初展示过APEX 2020概念手机,这款产品主打特殊“四群组镜片组合”结构的潜望式长焦镜头,内部的镜片群组可以随着相机APP界面放大和缩小进行相应的位移,可以在5X~7.5X的范围里进行连续的光学变焦,和早期华硕ZenFone Zoom的摄像头有着异曲同工之处。

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好消息是,类似APEX 2020这种的,内部镜片可以位移,实现真正意义上光学变焦能力的潜望式长焦镜头模组已经看到了量产的曙光。

昨天欧菲光正式宣布了研发史上最薄潜望式连续变焦模组,模组厚度仅有5.9mm,在手机内部堆叠、布局不变的前提下,搭载此款模组的手机厚度将进一步降低。

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据悉,欧菲光的这套潜望式连续变焦模组的镜头由“1GMO6P”3个群组构成,光圈为3.1~5.1,等效焦距达到85mm~170毫米。

以主摄常见的28mm焦距为基准,85mm焦距相当于等效3X,170mm焦距等效7X,因此欧菲光的这款镜头可以实现3X~7X之间的连续的光学变焦,这种由镜片位移带来的画面放大效果,将远远优于数码变焦。

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据悉,潜望式连续变焦模组还引入了长轴压电马达技术,可有效提升lens在驱动器内驱动的平稳性、反复性和精度,在长焦段内、长行程的情况下,可以让lens在驱动器内移动的更加精准、更加迅速。

不过,考虑到OPPO Find X2 Pro的“定焦版”潜望式长焦镜头的焦距就已经达到了170mm,华为P40 Pro+更是拥有240mm,潜望式连续变焦模组的最大意义就是保证变焦中途阶段的画质,超过7X之后也将进入数码变焦阶段。

捕获

不过,正所谓“万事开头难”,任何技术的演进都需要不断的优化和积累。今天潜望式连续变焦模组就能实现3X~7X之间的连续的光学变焦,也许明年它的进化版就能带来3X~10X,谁知道未来又能否继续打破视野的边界呢?