七大光學(xué)變焦方式引領(lǐng)未來智能手機(jī)

發(fā)布:cyqdesign 2014-10-27 14:44 閱讀:2028

一、光學(xué)變焦原理

光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,視角和焦距就會(huì)發(fā)生變化,更遠(yuǎn)的景物變得更清晰,讓人感覺像物體遞進(jìn)的感覺。 顯而易見,要改變視角必然有兩種辦法,一種是改變鏡頭的焦距。用攝影的話來說,這就是光學(xué)變焦。通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對位置來改變鏡頭的焦距。另一種就是改變成像面的大小,即成像面的對角線長短在數(shù)碼攝影中,這就叫做數(shù)碼變焦。實(shí)際上數(shù)碼變焦并沒有改變鏡頭的焦距,只是通過改變成像面對角線的角度來改變視角,從而產(chǎn)生了“相當(dāng)于”鏡頭焦距變化的效果。

變焦鏡頭由固定透鏡組和可變透鏡組兩部分組成。通過移動(dòng)可變透鏡組,改變成像光路,可以在一定的范圍內(nèi)改變鏡頭的焦距,從而也改變了拍攝的視角。

變焦鏡頭的倍率是指長焦端的最大焦距與廣角端的最小焦距之比。

實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦的方法有多種,以下簡單介紹。

二、外伸縮式

卡片式數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)變焦大多采用外伸縮式結(jié)構(gòu),由于體積大,系統(tǒng)復(fù)雜,移植到手機(jī)上使用的難度很大,然而三星卻做到了,將一顆縮小版的外伸縮式光學(xué)變焦攝像頭植入到手機(jī)機(jī)身內(nèi),Galaxy S5 Zoom便是其代表作。

外伸縮式光學(xué)變焦模組植入到手機(jī),結(jié)構(gòu)尺寸大、光電系統(tǒng)難度大、整機(jī)研發(fā)難度大、研發(fā)周期長、功耗高、外伸縮結(jié)構(gòu)不利于用戶使用、整機(jī)ID設(shè)計(jì)難等不利因素多,因此該方案并不適合追求便攜、輕薄的手機(jī)搭載。

三、內(nèi)伸縮式

為了更好的把傳統(tǒng)的機(jī)械式光學(xué)變焦攝像頭模組植入到手機(jī)中,小型化設(shè)計(jì)成一條解決思路。夏普在2005年就推出了小型化設(shè)計(jì)的內(nèi)伸縮式光學(xué)變焦模組,該模組為300萬像素,外圍尺寸縮小到20×10×23.5mm,可實(shí)現(xiàn)3倍光學(xué)變焦。夏普V903SH以及V903SH手機(jī)就搭載了這類光學(xué)變焦模組,但業(yè)界最有名的光學(xué)變焦手機(jī)還是諾基亞的N93及N93i,簡直是一部迷你DV。

內(nèi)伸縮式成功地縮小了攝像頭模組尺寸,并且把整體伸縮的結(jié)構(gòu)更改為單個(gè)鏡片在模組內(nèi)的運(yùn)動(dòng)伸縮,使模組更容易搭載在手機(jī)上使用。但缺點(diǎn)是模組高度太高,以至于手機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)和ID設(shè)計(jì)難度很大,諾基亞更是別出心裁地將該攝像頭設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)軸部位。但當(dāng)下是追求簡潔的智能手機(jī)時(shí)代,較大的模組高度顯然不容易設(shè)計(jì)到手機(jī)中。

四、潛望式

為了再把內(nèi)伸縮式的高度降低,索尼等公司創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出潛望式光學(xué)變焦模組,即在鏡頭末端增加一個(gè)45度的鏡片,并將模組平行放置在手機(jī)上,高度得以大大降低。索尼的T系列卡片式數(shù)碼相機(jī)超薄的機(jī)身就是采用這一設(shè)計(jì)得以完成的。

潛望式的結(jié)構(gòu),如果資源相對豐富,應(yīng)用到智能手機(jī)上應(yīng)該是非常棒的選擇。

五、雙攝像頭算法變焦

Corephotonics公司公布了一套雙攝像頭系統(tǒng),是由兩個(gè)攝像頭組合而成,其中一個(gè)是廣角鏡頭,另一個(gè)是微距鏡頭。在工作的時(shí)候,兩個(gè)鏡頭同時(shí)拍攝出一張遠(yuǎn)景和一張近景照片,通過后端算法合成一張照片,支持實(shí)時(shí)的光學(xué)變焦,且保證圖像質(zhì)量一致。而不像數(shù)碼變焦,是通過取小幅圖像放大后得到光學(xué)變焦的效果,但圖像通過放大后質(zhì)量明顯下降。

六、MEMS變焦

谷歌曾經(jīng)申請的一項(xiàng)Alvarez鏡頭專利,鏡頭能夠配置兩個(gè)不同厚度的板塊,通過折射實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。簡單地說,這種技術(shù)最大的好處就是非常適合小型數(shù)碼設(shè)備如智能手機(jī)使用,可以實(shí)現(xiàn)一定倍數(shù)的光學(xué)變焦功能,不增加手機(jī)體積和功耗;但它也存在一定局限性,便是光學(xué)變焦倍數(shù)相對有限、同時(shí)鏡頭模塊也相對固定,不能由廠商隨意定制。

七、DynaOptics變焦

來自舊金山和新加坡的團(tuán)隊(duì)組成了DynaOptics工作室,他們提出了一種全新的光學(xué)結(jié)構(gòu)。用它制造出的攝像頭體積很小,可很方便的植入手機(jī)。

傳統(tǒng)的變焦光學(xué)結(jié)構(gòu)需要一組鏡片內(nèi)部移動(dòng)調(diào)節(jié)彼此間距離以實(shí)現(xiàn)不同的光路,達(dá)到變焦的目的。DynaOptics提出了一個(gè)全新的光學(xué)結(jié)構(gòu),鏡片間距離不變,而是通過平移鏡片改變光路,就像是某種特殊的雙焦鏡片那樣。

手機(jī)搭載的攝像頭從像素不斷拉高,到圖像質(zhì)量不斷提升,到目前光學(xué)防抖的加入和普及,下一階段加入光學(xué)變焦功能成必然趨勢。

關(guān)鍵詞: 光學(xué)變焦
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最新評論

ka2012 2014-10-27 20:25
了解一下!
pclover 2014-10-27 23:15
期待上手更多具備光學(xué)變焦的智能手機(jī),畢竟手機(jī)拍照比較方便。
wangquanlong 2014-11-05 02:20
長知識了
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