2014-05-02 00:04:00 文章來源：OFweek光學(xué)網(wǎng)

智能手機(jī)的攝像頭在最近幾年里獲得了巨大的技術(shù)進(jìn)步。圖像質(zhì)量提高了，小尺寸感光元件的噪點(diǎn)和串?dāng)_也在逐步降低。雖然有了這些提升，但智能手機(jī)在拍 照功能上依然有先天性的缺陷，那就是不支持光學(xué)變焦。最近我有一直想總結(jié)的一個(gè)文章是，專業(yè)相機(jī)拍照功能還有哪些是手機(jī)沒法做到的？光學(xué)變焦首當(dāng)其沖。

　　由于光學(xué)鏡頭小型化的技術(shù)難點(diǎn)，這一直是手機(jī)拍照最大的瓶頸，不過現(xiàn)在已經(jīng)有不少相關(guān)的技術(shù)在推進(jìn)。光學(xué)變焦會(huì)成為智能手機(jī)廠商下一個(gè)競相追逐和鼓吹的賣點(diǎn)。

　 　雖然三星的Galaxy Zoom為攝影愛好者們帶來了一些特殊的能力，但其臃腫的設(shè)計(jì)對(duì)比其他那些越來越纖薄的智能手機(jī)還是顯得非常倒胃口。這也表明，傳統(tǒng)自動(dòng)對(duì)焦和變焦機(jī)制并 不適合追求纖薄的智能手機(jī)。如果手機(jī)廠商想要提供更具競爭力的攝影體驗(yàn)，它們就需要尋求新的技術(shù)突破。

　　在一些技術(shù)公司所注冊(cè)的專利當(dāng)中，我們也看到了不少占用空間較小的光學(xué)技術(shù)，它們可以提供出升級(jí)的拍照功能，同時(shí)也更加適合便攜電子設(shè)備在設(shè)計(jì)上的需求。在不遠(yuǎn)的將來，新型微機(jī)電系統(tǒng)和高精密制造工藝所帶來的技術(shù)突破將會(huì)讓智能手機(jī)擁有光學(xué)變焦能力成為現(xiàn)實(shí)。

　　技術(shù)的工作方式

　 　也許你們已經(jīng)預(yù)料到了，谷歌是在基于MEMS的變焦鏡頭的研發(fā)上面是走在前列的。在2012年，他們就已經(jīng)注冊(cè)了相關(guān)的技術(shù)專利。如果你關(guān)注過一些新興 技術(shù)，比如移動(dòng)顯示屏的新型生產(chǎn)工藝，那就有可能已經(jīng)看到過MEMS這個(gè)詞。MEMS的全稱是微機(jī)電系統(tǒng)，該技術(shù)已經(jīng)在一些攝像頭模組當(dāng)中被使用，來幫助 自動(dòng)對(duì)焦功能，而相似的設(shè)計(jì)原則也適用于MEMS光學(xué)變焦模組的研發(fā)。

　　谷歌的專利提到了一種名為阿爾瓦雷斯鏡頭（Alvarez Lens）的元件，這種鏡頭配置由兩個(gè)擁有不同功率（厚度）和折射等級(jí)的板塊所構(gòu)成。板塊的移動(dòng)和位置變化會(huì)改變通過鏡頭的總輸出功率，在其中通過的光線也會(huì)被放大或縮小。

　　這些聽上去可能有點(diǎn)復(fù)雜，但你只需要知道，這是一種不必改變鏡頭就能制造出放大/對(duì)焦的方式。

　　下一步就是MEMS派上用場的時(shí)候了，因?yàn)殓R頭部件的轉(zhuǎn)換和放大等級(jí)的調(diào)整都需要用到那些小馬達(dá)。至于便攜電子設(shè)備的低功耗和小尺寸需求，壓電馬達(dá)可以很好地滿足。

　 　這種技術(shù)的最大好處是可以讓小型移動(dòng)設(shè)備，比如智能手機(jī)，去享受到光學(xué)變焦功能，而不必依賴于會(huì)在放大時(shí)降低圖像質(zhì)量的數(shù)碼變焦。當(dāng)然，這種設(shè)計(jì)也存在 某些限制，那就是小型鏡頭所能達(dá)到的放大程度較為有限，同時(shí)焦距也會(huì)被限制在特定的范圍。這些鏡頭同時(shí)也無法被替換或者在不同的模組當(dāng)中使用，但這也是追 求小尺寸需要付出的代價(jià)。

　　谷歌的設(shè)計(jì)并非是唯一一種解決方案。使用柔性反射鏡來達(dá)到放大效果的設(shè)計(jì)目前也在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，其中反射鏡的角度和鏡頭的對(duì)焦可以通過微型馬達(dá)來控制。一種名為Wavelens的設(shè)計(jì)甚至使用了柔性薄膜來動(dòng)態(tài)調(diào)整鏡頭的形狀和對(duì)焦。
 

　　為OEM準(zhǔn)備的對(duì)焦模組

　　在實(shí)際的層面，從技術(shù)上講，上面提到的大部分技術(shù)都可以和目前大范圍的OEM移動(dòng)圖像傳感器相兼容。對(duì)于HTC、索尼和三星這些公司來說，即便他們開始進(jìn)行光學(xué)變焦技術(shù)的開發(fā)，他們過去幾年里在提升各自圖像傳感器上所做的努力也并不會(huì)白費(fèi)，因?yàn)閷?duì)焦和放大是通過鏡頭模組來控制的。

　　舉個(gè)例子，Newscale Technologies所研發(fā)的3.3瓦特M3-F模組就可兼容大范圍的圖像傳感器和鏡頭尺寸，也可被安裝在另一個(gè)圖像傳感器印刷電路板上。該模組的規(guī)格為20x22x16mm，相當(dāng)適合智能手機(jī)，不會(huì)致使設(shè)備后蓋凸出。

　 　盡管還沒有任何一款智能手機(jī)在短期內(nèi)會(huì)去使用小型光學(xué)變焦模組，即將問世的Galaxy K似乎仍然堅(jiān)持在更為傳統(tǒng)的相機(jī)設(shè)計(jì)上面，但在未來的幾年里，我們應(yīng)該會(huì)開始聽到更多關(guān)于這種技術(shù)的消息。智能手機(jī)的拍照技術(shù)在不斷向前發(fā)展，用不了多 久，我們將完全無法分清智能手機(jī)和卡片相機(jī)的界限。