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未来七种手机光学变焦方式:下一个热点在哪里

来源:本站    浏览次数:    时间:2014-11-02 21:33:41

  一、光学变焦原理

   光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候,视角和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉 像物体递进的感觉。 显而易见,要改变视角必然有两种办法,一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说,这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。 另一种就是改变成像面的大小,即成像面的对角线长短在数码摄影中,这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距,只是通过改变成像面对角线的角 度来改变视角,从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。

  变焦镜头由固定透镜组和可变透镜组两部分组成。通过移动可变透镜组,改变成像光路,可以在一定的范围内改变镜头的焦距,从而也改变了拍摄的视角。

一、光学变焦原理

  变焦镜头的倍率是指长焦端的最大焦距与广角端的最小焦距之比。

  实现光学变焦的方法有多种,以下简单介绍。
 

  二、外伸缩式

  卡片式数码相机的光学变焦大多采用外伸缩式结构,由于体积大,系统复杂,移植到手机上使用的难度很大,然而三星却做到了,将一颗缩小版的外伸缩式光学变焦摄像头植入到手机机身内,Galaxy S5 Zoom便是其代表作。

  外伸缩式光学变焦模组植入到手机,结构尺寸大、光电系统难度大、整机研发难度大、研发周期长、功耗高、外伸缩结构不利于用户使用、整机ID设计难等不利因素多,因此该方案并不适合追求便携、轻薄的手机搭载。

二、外伸缩式

  三、内伸缩式

   为了更好的把传统的机械式光学变焦摄像头模组植入到手机中,小型化设计成一条解决思路。夏普在2005年就推出了小型化设计的内伸缩式光学变焦模组,该 模组为300万像素,外围尺寸缩小到20×10×23.5mm,可实现3倍光学变焦。夏普V903SH以及V903SH手机就搭载了这类光学变焦模组,但 业界最有名的光学变焦手机还是诺基亚的N93及N93i,简直是一部迷你DV。

  内伸缩式成功地缩小了摄像头模组尺寸,并且把整体伸缩的 结构更改为单个镜片在模组内的运动伸缩,使模组更容易搭载在手机上使用。但缺点是模组高度太高,以至于手机整机结构和ID设计难度很大,诺基亚更是别出心 裁地将该摄像头设计在转轴部位。但当下是追求简洁的智能手机时代,较大的模组高度显然不容易设计到手机中。

 三、内伸缩式

 

  四、潜望式

  为了再把内伸缩式的高度降低,索尼等公司创造性地设计出潜望式光学变焦模组,即在镜头末端增加一个45度的镜片,并将模组平行放置在手机上,高度得以大大降低。索尼的T系列卡片式数码相机超薄的机身就是采用这一设计得以完成的。

  潜望式的结构,如果资源相对丰富,应用到智能手机上应该是非常棒的选择。

 四、潜望式

  五、双摄像头算法变焦

   Corephotonics公司公布了一套双摄像头系统,是由两个摄像头组合而成,其中一个是广角镜头,另一个是微距镜头。在工作的时候,两个镜头同时 拍摄出一张远景和一张近景照片,通过后端算法合成一张照片,支持实时的光学变焦,且保证图像质量一致。而不像数码变焦,是通过取小幅图像放大后得到光学变 焦的效果,但图像通过放大后质量明显下降。

 五、双摄像头算法变焦 五、双摄像头算法变焦
 

  六、MEMS变焦

  谷歌曾经申请的一项Alvarez镜头专利,镜头能够配置两个不同厚度的板块,通过折射实现光学变焦功能。简单地说,这种技术最大的好处就是非常适合小型数码设备如智能手机使用,可以实现一定倍数的光学变焦功能,不增加手机体积和功耗;但它也存在一定局限性,便是光学变焦倍数相对有限、同时镜头模块也相对固定,不能由厂商随意定制。

六、MEMS变焦

  七、DynaOptics变焦

  来自旧金山和新加坡的团队组成了DynaOptics工作室,他们提出了一种全新的光学结构。用它制造出的摄像头体积很小,可很方便的植入手机。

  传统的变焦光学结构需要一组镜片内部移动调节彼此间距离以实现不同的光路,达到变焦的目的。DynaOptics提出了一个全新的光学结构,镜片间距离不变,而是通过平移镜片改变光路,就像是某种特殊的双焦镜片那样。

  手机搭载的摄像头从像素不断拉高,到图像质量不断提升,到目前光学防抖的加入和普及,下一阶段加入光学变焦功能成必然趋势。