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潜望镜头这次火了 告诉你手机镜头技术的一些秘

2017-04-17 伟德国际网址

  从MWC 2017开展前手机摄影圈子就被OPPO抢镜,因为它们成功在西班牙推出了5倍无损变焦技术。我今天的文章并不愿多谈这一技术本身,因为不管是厂商的公关稿还是包括中关村在线在内的各路媒体已经把这个技术解析了个遍。我今天来换个角度,跟大家聊聊OPPO5倍无损变焦基于的潜望式镜头究竟是怎么一回事。

潜望镜头这次火了 告诉你它的一些秘密

  在人们的潜意识里手机摄像头似乎只能实现数码变焦,即使国外在十几年前就已经有光学变焦手机,可大多数国人还是这样认为。其实也包括我在内,我第一部手机是联想的功能机,型号早就忘掉,2005年购买,摄像头只有30万像素,不要说变焦就连正常拍摄出来的照片几乎都没有保存价值。

 

当年我的手机(诺基亚6300)和我买不起的手机(诺基亚N93i)

  2008年我购买了诺基亚6300,这是一部有200万像素摄像头的功能机,在当时已经不算落伍。用它拍出来的不少照片至今还在我的电脑F盘里保存,不过我也知道虽然它有数码变焦功能,但强行拉伸像素的结果就是照片完全不可用,而当时诺基亚最知名的一款光学变焦手机——N93i我在鞍山的线下体验店摸过多次,但买不起。

全球首款光变手机——夏普V602SH

  事实上在我羡慕着诺基亚N93i的三倍光学变焦之时,早在4年前的2004年5月,日本厂商夏普就已经推出了全球首款光学变焦手机——夏普V602SH。202万像素的CCD感光元件配上2倍光学变焦的潜望式镜头,配置不可谓不强大。所以有的时候说日本掌握影像核心科技一点都不为过。

  后来不管国内和海外的厂商其实都有陆续发布过一些支持光学变焦的手机,而在镜头组的设计上则出现了两种选择,一部分借鉴了绝大多数卡片机的理念使用伸缩式镜头,另一部分借鉴了少数卡片机的理念使用了潜望式镜头。

  伸缩式镜头大家都熟悉吧?就是早年的卡片相机上常见的变焦方式,关机或者不使用拍照功能的时候镜头缩在机身里你看不出,当拨动变焦杆的时候镜头组是从机身伸出去的。伸缩式镜头的优势在于以下几点:

  1。伸缩式镜头由于拍摄时镜头是伸出相机/手机的,所以广角端不容易出现光线遮挡的问题,视角相对可以做得开阔。

  2。伸缩式镜头通常可以做到5倍以上的大变焦倍率,甚至现在佳能在售的一些卡片机可以做到40倍的超远摄变焦。

支持10倍光变的三星K Zoom(伸缩镜头)

  而不足之处在于:

  1。伸缩式镜头由于需要伸出的设计特性,在长焦距拍摄的时候机身容易造成不稳定,长焦端图像容易因抖动模糊。

  2。伸缩式镜头防尘性能一般,镜头内相对容易进灰,另外电动马达的故障率相对较高。

  3。使用伸缩式镜头的相机/手机厚度难以控制,普遍无法做到纤薄。

  而潜望式镜头是利用折射镜在机身内驱动镜片横向或纵向变焦的,索尼在卡片相机领域使用这一技术比较多。比如我贴的索尼TX55卡片机剖面图,可以看出它的光路是在通过前镜组后被向下折射,最终在感光元件上成像的。

索尼TX55卡片相机剖面图(右侧为其潜望式光学结构)

  潜望式镜头的优势在于:

  1。内变焦的设计使得光学变焦在机身内部完成,拍摄时没有对相机/手机本身的长度造成影响,因此长焦端拍摄相对稳定。

  2。潜望式镜头由于变焦模组封闭在机身内,因此如果愿意的话,可以做到一定程度的防尘放水。像佳能的PowerShot D系列一直都是佳能唯一的潜望式卡片机,拥有其它卡片机不具备的防水功能。

  3。由于把光路从水平折射成了垂直,这样相当于让光学系统与机身实现了平行设计,机身厚度可以大幅减小。比如前面提过的索尼TX55卡片机,5倍光学变焦的机身厚度只有12.2mm,大小跟一张名片差不太多,如果是伸缩式镜头那绝对做不出这样的厚度。

佳能D30是一款潜望式镜头三防卡片机

  但潜望式镜头自然也有它的弱项,表现在:

  1。因为光学结构的限制,潜望式镜头基本上不具备很大的光圈,而且变焦速度和伸缩式镜头也有差距。

  2。潜望式镜头的变焦倍数基本限制在5倍,承载不了大变焦镜头。

支持3倍光变的华硕鹰眼一代(潜望镜头)

  这几年来光学变焦手机逐渐多了起来,就像我先面说的,两种镜头理念的产品都有。比如三星S4 Zoom和K Zoom就是典型的伸缩式镜头,可以承载10倍光学变焦。而像早年的三星G810、诺基亚N93i到最近的华硕鹰眼和鹰眼3就用的是潜望式镜头。

  现在把话题拉回开头的OPPO身上,OPPO发布的5倍无损变焦技术——无损我做了加粗处理,目前看来是一次非常成功的营销策略。OPPO回避了“光学变焦”这个词,用无损变焦取代。事实上从OPPO放出的镜头剖面图看,双摄当中的一个镜头虽然采用了确定无疑的潜望式结构,但似乎少了变焦所需要的电动马达,那这样的话它事实上也是一枚等效焦距较长但固定的镜头。严谨的措辞可以避免漏洞,所以这就是为什么华硕用了光学变焦而苹果、华为在内的其它厂商不使用光学变焦这个词的原因。

华硕鹰眼一代的潜望式光学变焦镜头模组 OPPO 5倍无损变焦镜头模组渲染图

  不过换个角度,即便不是光学变焦,但OPPO能在智能手机上做出5倍无损变焦的效果也已经不容易了,毕竟iPhone 7 Plus的双焦距变焦只有2倍而已。而且我前面已经提到过,索尼TX55几乎用了洪荒之力才在12.2mm的机身内放进了真正的5倍光学变焦,这个厚度对卡片机来说几乎是冈本001的存在,但放在智能手机身上显然还是太厚了。所以如果把这个难题强加在OPPO身上也确实显得有点不公平。

索尼TX55 如此纤薄的卡片机很少见,但作为手机还是厚了

  潜望式镜头对手机来说当然不是新鲜事物,从十几年前的夏普到现在的OPPO,几乎不断线地出现在手机行业。当然对这样一个古老的设计人们可以构思出N种新玩法,OPPO这次的5倍无损变焦就是一次比较出彩的玩法。说实话我还蛮期待搭载这一技术的OPPO真机尽快面世,我也挺想体验体验的。

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