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手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?!

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 2021-03-05 07:33:38 来源: 阅读:-G0

随着信息技术的飞速发展,智能手机已经成为现代人生活中必不可少的工具。

不知道大家有没有注意到,现在的手机越做越薄,从刚开始的大哥大,到当前最新的华为P30 Pro,手机在市场上销售时,商家也都会把超薄当作一个卖点,各大手机厂商更是不遗余力地朝着这个方向发展。

确实,手机变薄给用户带来了不少惊艳的效果,也提升了手机外观的美感。

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

但是,你有没有发现,不管手机做得多薄,总会有一个“凸”出来的摄像头。

在追求设计美学的今天,为什么各大手机厂商一直没有解决摄像头凸起的问题呢?为什么摄像头难以实现轻薄化呢?

事实上,手机制造商也不想让摄像头凸起,他们也是迫不得已。

手机摄像头的结构

自从手机的拍照功能逐渐普及开来,摄像头便成为了手机的标配。这就意味着,为了满足市场的需求,摄像头必须要做薄、做小。

众所周知,摄像头采用的是光学原理,好的镜头成像需要一定的物理空间。

而决定手机摄像头成像效果的主要部分有镜头、传感器和DSP

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

DSP又叫数字信号处理芯片,是网络摄像头的大脑,效果相当于计算机里的CPU,它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算,对由传感器传来的数字图像信号进行优化处理,并把处理后的信号传到显示屏上,是网络摄像头的核心设备。

限制摄像头厚度的因素



手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

左:早期手机摄像头,右:新款手机摄像头


从上图我们可以看到,随时间的推移,手机镜头模组的体积越来越小,但是在厚度上却没什么变化。

为什么越来越薄的手机上还要搭载如此厚重的摄像头呢?其实这主要由于光学结构的限制,我们再来看看手机的镜头模组的结构:

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

从上图可以看到,手机镜头模组的大部分空间都被各种镜片所占据了。

这是因为任何透镜都不是理想的,由于各种因素的限制,不同光线经过透镜后无法完美聚焦,使得画面出现变形、模糊、色差等问题。

无奈之下,人们在用于成像的透镜前后增加了一套光学修正系统,来弥补透镜的不足。

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而光学修正系统本身也是由各种各样的镜片构成,镜片越多,镜头模组越厚,也就难以避免地增加了摄像头的厚度。

除了成像和修正系统外,摄像头里还包括了各种滤光、保护、固定等作用的构件,这些都会增加摄像头的厚度。

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

另外,为了让手机拥有出色的拍照效果,许多摄像头还加入了光学防抖功能,光学防抖功能也会进一步加大、加厚镜头模组,摄像头自然会更“凸出”。

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三星发布的1300 万像素光学防抖手机摄像头

手机越做越薄是一个必然的发展趋势,而镜头模组技术在没有大幅革新的情况下,只能维持不变或者增加厚度。

其实并不是手机厂商想把摄像头做的“凸出”,而是为了提高产品竞争力,所以在手机厚度和摄像头模组之间的平衡下,最终不得不选择将摄像头“凸起”。

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?


手机摄像头变焦原理

拍摄已经成为手机最热门的应用,不错的画质、携带方便等优势让手机大有取代相机的苗头,而变焦一直是手机拍照应用的软肋。

如果离拍摄物很远,通过手机变焦功能拍摄,拍出来照片的画质会显得模糊,而相机变焦后画质依然清晰,这是怎么回事呢?

现在的手机镜头绝大多数属于定焦镜头,本身不具备变焦功能,目前手机的变焦主要有以下三种方式:数码变焦、光学变焦及搭载多个不同焦距的镜头。

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

>>>>数码变焦

经常使用手机拍照的人都知道,无论手机相机的像素有多高,放大到一定程度后,画质都会明显下降,这就是所谓的数码变焦。

其原理相当于将拍好的照片剪裁取其中的局部,再放大成用户所需要的尺寸,成为感官上的“变焦”。这种操作本质上叫“放大”,并非是通过光学上的技术实现的变焦,自然最终呈现的画质会大幅下降。

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>>>>光学变焦

光学变焦是最传统的变焦方法,也是真正变焦后画质变化不大的方式,与相机的变焦镜头原理相同。

这种变焦虽然不会牺牲画质,但相应的需要更多镜片和控制镜头伸缩的机构,会大大增加镜头的厚度和大小,难以在轻薄的手机上实现。

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>>>>多焦段镜头

这种方法说白了就是在手机上配置多个镜头,每个镜头的焦距不同。多个镜头之间相互接力、相互补偿,实现等效的变焦,达到增强混合光学变焦的效果。

手机摄像头为何如此“凸出”,还不能像相机一样变焦?

对于智能手机拍照来说,利用多摄像头不同焦段的技术,满足各类不同需求已经越来越重要了。

在我们日常生活中,有时我们需要超广角镜头来拍一些艺术特写,有时则需要长焦镜头拍到更远处的景物。

最典型的场景就是学生上课拍老师的PPT。从这一点上来说,覆盖多焦段的镜头组合会越来越受欢迎,因为它能最大限度地覆盖各种使用场景。

因此,想要在轻薄的机身上既要提升拍照质量,又要不凸起的摄像头,这显然是现在大多手机厂商无能为力的事情,想要突破这个瓶颈还需要技术人员很长时间的钻研。

但是我们相信,随着科技的不断进步,会有更多新鲜的创意技术被我们发现和探索出来。

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