“ 100倍变焦”背后: 如何制作“潜望镜远摄镜头”？

2020年上半年，三星的两个重量级旗舰产品: 三星Galaxy S20 Ultra和华为P40 Pro +，

图像升级已成为重点，带来了多达100倍的变焦技术，刷新了手机拍摄变焦倍率的记录，

它可以称为“超级望远镜”，甚至有网友声称“不仅是月亮，而且是空间站”

100倍变焦的背后是使用潜望镜远摄镜头，可以解决镜头模块与轻薄机身之间的矛盾.

那么什么是潜望镜远摄镜头？实现的原理是什么？

1. 长焦镜头原理

在了解“潜望镜远摄镜头”之前，我们首先必须了解“远摄镜头”，

回想一下小孔成像模型: 近距离物体，短焦距镜头成像；远距离物体，长焦距镜头成像.

在手机上使用时，“焦距”是指“镜头中心”与“光敏表面”之间的距离.

焦距越长，可以拍摄的物体越远，被摄物体的视角越小.

放大远处的物体意味着可以显示更多细节.

这是光学变焦的起源. 焦距越长，变焦倍数越高.

2. 如何调整焦距

有两种调整焦距的方法: 一种是更改镜头的厚度，但是这种方法在手机上不可行，并且无法随时更改镜头的厚度.

第二，使用凹透镜分散光的原理. 通过在两个凸透镜之间添加一个凹透镜，可以调节焦距.

当然，我们只是在谈论一个简单的原理，实际的手机镜头模块要复杂得多.

应注意，单个镜头的焦距仍然是固定的，而可变焦距是整个镜头模块的焦距的变化.

这是光学变焦的原理. 您可以通过移动镜头来更改焦距来放大和缩小.

3. 结构

远摄镜头焦距长，自然需要更长的物理空间，因此远摄镜头比普通镜头更长.

但是，手机机身的厚度非常有限.

传统的镜头模块使手机背面的镜头部分凸出，这已广受批评.

因此，潜望镜结构开始应用于手机. 通过添加棱镜方法，将光线旋转90度后，Y轴上的光转换为X轴，然后通过镜头模块上的光进入CMOS.

通过这种方式，可以将镜头模块水平放置在机身内部，避免了原始垂直放置与超薄机身之间的冲突.

但是，这种方法也带来了新的问题

当棱镜反射光时，光强度会更大程度地衰减，因此在黑暗条件下会发生曝光不足.

此外，CMOS的放置也不同于先前的放置. 将水平放置更改为垂直放置. 因此，CMOS的高度受到机身厚度的限制.

这意味着无法放置大尺寸传感器，这限制了成像质量的进一步提高.

此外，潜望镜镜头模块的较大面积还占据了一定的机身空间长焦距透镜，在电池寿命和散热方面都需要牺牲.

这也给防抖等带来了新的挑战.

4. 仍然是定焦镜头

许错误地认为，潜望镜远摄镜头通过改变镜头的位置可以实现高达100倍的变焦.

但是，通过拆卸多个潜望镜远摄镜头模块，我们发现这些镜头模块内部没有可移动镜头.

这意味着潜望镜远摄镜头仍然是定焦镜头，并且无法更改其焦距.

之所以不使用光学变焦设计，是因为真正的光学变焦会占用空间.

在2015年发布的华硕Zenfone Zoom上，我们看到如此大的镜头模块最多只能实现3倍光学变焦.

现在可以实现5倍或10倍光学变焦，这并不是因为光学设计上的突破，而是放弃了连续变焦的能力和相应的结构.

5. 如何实现100倍变焦

Huawei P40 Pro +的“潜望镜远摄镜头”支持“ 10倍光学变焦”，这是迄今为止所有手机中最高的，但仍无法实现“ 100倍变焦”. 缩放. ”

数字变焦是指增加每个像素的面积. 就像我们手动放大照片一样，它无法显示更多细节.

但是，现在所有手机制造商都将使用算法来提高分辨率. 原理是在判断现有像素周围的颜色后，插入算法添加的像素.

潜望镜远摄镜头的本质是通过使用光学变焦和数字变焦来实现50倍，60倍甚至100倍的变焦效果.

这确实对提高手机的可玩性是有益的，也是提高手机拍摄水平的有效方向.

与此同时，配备“潜望镜远摄镜头”的手机通常很昂贵，并且移动远摄拍摄对大多数人来说并不是严格的高频需求.

我们还应该认识到长焦距透镜，以这种方式实现的高倍变焦远不能与具有相同焦距的SLR镜头相提并论.

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