前不久,CFan曾分享过三篇与手机拍照有关的科普文章:《为啥手机拍照不如单反?“定焦镜头”背黑锅》、《读懂焦距你就懂了手机镜头眼界大小的秘密》、《放眼天下!智能手机的长焦镜头如何分出高下?》,今天这篇文章,我们再来聊聊如何影响潜望式长焦镜头的技术和功能。
长焦镜头的结构
目前,长焦镜头的结构主要包括传统垂直结构以及潜望式结构,前者的CMOS传感器和PCB主板位于最下层,垂直往上则是数量不等的滤光镜片(越多越好)、对焦马达、镜头和保护装置等。
正如前文所述,手机厚度是有限的,对垂直结构的长焦镜头来说,华为P40配备的80mm和小米10Pro选用的94mm焦距的长焦镜头就是极限了。如果想让手机随时扮演“望眼镜”,就轮到潜望式结构的长焦镜头出马了。
潜望式长焦镜头的结构类似潜水艇身上的那种潜望镜,其最大特色就是将CMOS传感器呈90度侧置,并在横向方向上加装滤光片、镜头组、音圈马达等单元,最终通过最边缘的反射棱镜组“取景”。
其外部特征是镜头孔为方形(参考前文中的图4和图14),而内部特征则是一块硕大的长方体。
潜望式长焦镜头可以轻松实现100mm以上的焦距,而这一参数则受整套镜头模组的长度、镜片的间距、镜片的曲率等因素影响。比如三星GalaxyS20Ultra身上的潜望式镜头焦距最短只有102mm,而OPPOFind2Pro却高达170mm。
华为P40Pro+的潜望式长焦镜头比较特殊,其他手机的潜望式镜头里面只有1组棱镜参与了1次反射,而这款手机的潜望式镜头里却塞进了3组棱镜,在取景拍照过程中出现了5次光路反射,从而让焦距得以翻番,获得了240mm的等效10X光学变焦,以及20X混合变焦以及100X数码变焦的能力。
潜望式“变焦”镜头的回归
未来,这种潜望式“变焦”镜头和华为P40Pro+采用的10X潜望式“定焦”镜头会成为旗舰级手机可选的两种设计思路,但谁能走到最后就让我们拭目以待吧。
传感器的素质
因此,提升长焦镜头的素质就成为了手机厂商接下来的重心所在。vivoX30Pro和小米10Pro的2X人像镜头就很有代表性。
vivoX30Pro的人像镜头采用了三星ISOCELLBrightGD1传感器(3200万像素,1/2.8英寸),它和经典GM1传感器同源,支持ISOCELLPlus增强版像素隔离技术和Tetracell四像素合一技术,是一颗等效800万像素和1.6μm大像素的CMOS元件。
潜望式长焦镜头的境遇更尴尬,由于它需要侧着装进手机,对传感器尺寸的要求无疑会更加苛刻。此外,反射棱镜的存在也会影响光线的射入量,光路反射时还存在一定的衰减,在暗光下的表现更加堪忧。
好消息是,华为P40Pro和三星GalaxyS20Ultra分别提供了行之有效的解决思路。其中,华为P40Pro(包括Pro+)在宣传潜望式长焦镜头时主打“超感光”概念,它将传感器的拜耳滤镜从传统的RGGB改为了全新的RYYB结构,将2个绿色像素(G)用黄色像素(Y)替代,可以让进光量提升高达40%,从而弥补了潜望式结构感光性能偏弱的缺陷。
随着小米10青春版将潜望式长焦镜头带入到2000元价位,让我们看到了这种可以大展眼界硬件单元普及的契机。要知道,在此之前只有3500元起步的高端手机才有这种待遇。可以预见,未来5X光学变焦将成为兵家必争之地,而当潜望式长焦镜头趋于普及时,还会进一步鞭策厂商对其内部结构、传感器品质进行优化升级拉开与竞品间的差距。也许用不了多久,1xxx元价位的主流手机也能过一把“望远镜”的瘾。
没有长焦镜头怎么办
更现实的问题是,我们现在正用的手机别说潜望式了,连普通的长焦镜头都没有,拍照时放大2X以后画面就一塌糊涂。难道为了清晰记录远处风景,我们就必须更换新机了吗?
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