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手机拍照离光学变焦还有多远?

导读: 由于光学镜头小型化的技术难点,这一直是手机拍照最大的瓶颈,不过现在已经有不少相关的技术在推进。光学变焦会成为智能手机厂商下一个竞相追逐和鼓吹的卖点。

  智能手机的摄像头在最近几年里获得了巨大的技术进步。图像质量提高了,小尺寸感光元件的噪点和串扰也在逐步降低。虽然有了这些提升,但智能手机在拍照功能上依然有先天性的缺陷,那就是不支持光学变焦。最近我有一直想总结的一个文章是,专业相机拍照功能还有哪些是手机没法做到的?光学变焦首当其冲。

  由于光学镜头小型化的技术难点,这一直是手机拍照最大的瓶颈,不过现在已经有不少相关的技术在推进。光学变焦会成为智能手机厂商下一个竞相追逐和鼓吹的卖点。

  虽然三星的Galaxy Zoom为摄影爱好者们带来了一些特殊的能力,但其臃肿的设计对比其他那些越来越纤薄的智能手机还是显得非常倒胃口。这也表明,传统自动对焦和变焦机制并不适合追求纤薄的智能手机。如果手机厂商想要提供更具竞争力的摄影体验,它们就需要寻求新的技术突破。

  在一些技术公司所注册的专利当中,我们也看到了不少占用空间较小的光学技术,它们可以提供出升级的拍照功能,同时也更加适合便携电子设备在设计上的需求。在不远的将来,新型微机电系统和高精密制造工艺所带来的技术突破将会让智能手机拥有光学变焦能力成为现实。

  技术的工作方式

  也许你们已经预料到了,谷歌是在基于MEMS的变焦镜头的研发上面是走在前列的。在2012年,他们就已经注册了相关的技术专利。如果你关注过一些新兴技术,比如移动显示屏的新型生产工艺,那就有可能已经看到过MEMS这个词。MEMS的全称是微机电系统,该技术已经在一些摄像头模组当中被使用,来帮助自动对焦功能,而相似的设计原则也适用于MEMS光学变焦模组的研发。

  谷歌的专利提到了一种名为阿尔瓦雷斯镜头(Alvarez Lens)的元件,这种镜头配置由两个拥有不同功率(厚度)和折射等级的板块所构成。板块的移动和位置变化会改变通过镜头的总输出功率,在其中通过的光线也会被放大或缩小。

  这些听上去可能有点复杂,但你只需要知道,这是一种不必改变镜头就能制造出放大/对焦的方式。

  下一步就是MEMS派上用场的时候了,因为镜头部件的转换和放大等级的调整都需要用到那些小马达。至于便携电子设备的低功耗和小尺寸需求,压电马达可以很好地满足。

  这种技术的最大好处是可以让小型移动设备,比如智能手机,去享受到光学变焦功能,而不必依赖于会在放大时降低图像质量的数码变焦。当然,这种设计也存在某些限制,那就是小型镜头所能达到的放大程度较为有限,同时焦距也会被限制在特定的范围。这些镜头同时也无法被替换或者在不同的模组当中使用,但这也是追求小尺寸需要付出的代价。

  谷歌的设计并非是唯一一种解决方案。使用柔性反射镜来达到放大效果的设计目前也在实验当中,其中反射镜的角度和镜头的对焦可以通过微型马达来控制。一种名为Wavelens的设计甚至使用了柔性薄膜来动态调整镜头的形状和对焦。

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