潜望式长焦镜头的结构之谜,你知道吗?
性能、拍照和续航 , 已经成为了鞭策智能手机发展的三驾马车 。其中 , 以麒麟9000和骁龙888为代表的芯片可以给予手机最澎湃的性能动力;逐渐兴起的120W快充技术足以弥补续航方面的短板;在“底大一级压死人”理念的贯彻下 , 主摄成像的品质也在节节攀升 , 但如何让智能手机“看得更远” , 却成为了无数主打拍照功能的手机的痛点 , 因为只有潜望式长焦镜头 , 才能让智能手机随时扮演好“望远镜”的角色 。
追溯潜望式镜头的发展
在智能手机领域 , 潜望式镜头最早可以追溯到华硕于2015年底发布的ZenFoneZoom , 只是它的潜望式镜头内部采用了可以进行位移的多镜片模组 , 焦距可以在28m~84mm之间浮动 , 也就是可以进行1X~3X的光学变焦 , 属于“潜望式变焦镜头” 。
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从2019年华为P30Pro和OPPOReno(十倍变焦版)开始 , 智能手机领域开始流行起了“潜望式定焦镜头” , 和ZenFoneZoom的“潜望式变焦镜头”相比 , 前者内部的镜片都是固定的 , 只能进行固定焦距的取景拍照 , 但也因此换来了更小的模组体积 , 可以安置在更轻薄的机身内 。
时至今日 , “潜望式定焦镜头”已经成为了市场的主流 , 凡是搭配此类镜头的手机至少可以获得等效5X光学变焦的能力 。
潜望式镜头的结构之谜
传统的手机镜头 , PCB电路板、CMOS传感器、连接器、托架、红外线滤光片、对焦马达和镜头组等元器都是垂直排列 , 好处是可以在最下层安置更大尺寸的传感器 , 通过更大的进光量 , 充分发挥“底大一级压死人”的优势 。
但这种传统结构的缺陷也很明显 , 镜头模组的厚度是固定的 , 想增加焦距就必须缩小传感器的尺寸 , 因此1X主摄的焦距普遍都在20mm~25mm之间 , 而这种垂直结构最多也仅能打造出75mm左右的3X长焦镜头 。
潜望式镜头和传统垂直镜头相比最大的改变就是将CMOS传感器立了起来 , 内部主要元器件从垂直改为了横向排列 , 并在正对镜头开孔的位置增加了一组可将光路弯折90度的棱镜 , 光线从镜头照射进来经过棱镜90度反射之后 , 再传导至底下的传感器上 。
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这种设计的好处是 , 可以将传统垂直镜头的Z轴高度(厚度)转化为X轴的长度 , 在镜头模组厚度不变的情况下可以轻松实现超过100mm的焦距 , 获得等效5X的光学变焦能力 。
但是 , 潜望式镜头也存在先天缺陷 , 那就是光线折射过程中必然存在一定的耗损 , 而且这种横向结构的镜头模组对手机内部空间的占用更大 , 在Z轴高度不变的情况下 , 依旧无法塞进更大尺寸的CMOS传感器 , 市面上绝大多数潜望式长焦镜头的传感器尺寸都只有1/3.4英寸左右 。
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此外 , 潜望式镜头的独特结构还无法搭配更大的光圈 , F/3.0起步的光圈叠加更小的传感器 , 将导致潜望式镜头在暗光下的成像质量变差 , 因此它仅适合捕捉明亮环境下的远处风景 。
以vivoX60Pro为例 , 这款手机在夜间(或光线不好时)进行5X变焦拍照时 , 启动的并非是潜望式长焦镜头 , 而是让主摄进行5X数码变焦 , 此时的成像画面非常模糊 。
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