各大品牌都在“卷”拍照,液态镜头会成为手机影像的明天吗?
张泓杨

回望过去几年,智能手机影像的发展取得了很多令人侧目的成绩,其本身也不再囿于简单的社交生活,终于开始向着更专业、更具艺术性和创造性的领域迈进,给我们留下了非常深刻的印象。

诚然,虽说手机成像一年比一年强悍,但直到今天也很难说有了向专业相机发起挑战的资本。毕竟受限于有限的机身体积,智能手机不可能容纳下更大的感光元件,这恰恰成为了掣肘其影像体验发展的死结。

不过理性来看,智能手机说到底也不是单纯的摄录工具,做不到专业相机水准也完全能够理解,只不过作为消费者,希望其越来越强终归是没错的。

好在,按照智能手机发展规律来看,各大头部品牌的每代新品始终会在影像上有进一步突破,也为我们持续输送着更多惊喜。

比如近期有关华为Mate50系列将会率先搭载液态镜头的消息就一直不绝于耳,虽然消息可靠性尚存疑,但并非空穴来风。

网曝华为Mate50渲染图

事实上,早在2020年4月,国家知识产权局就曾批准了华为一项名为“驱动液态镜头的马达组件、摄像头模组和电子设备”的专利,虽然说的是“组件、模组”而非“镜头”,但透露着一个讯息,手机液态镜头并非难以实现。

华为液态镜头专利原理图

相信很多朋友在听到这个消息后,脑海里又多了一个问号,即液态镜头到底是什么东西?

解答什么是液态镜头,首先我们要理解镜头是如何实现变焦的。众所周知,光学变焦是真正无损的变焦技术,支持光学变焦的镜头通常是变焦镜头而非定焦。但就像我们前面提到的,手机本身体积非常有限,根本无法提供可供镜头模组来回移动的空间,因而变焦距离非常有限。

但即便如此,手机厂商们也不是毫无办法,比如有部分手机曾在机身上加装一枚硕大的变焦镜头,看起来和卡片机如出一辙,例如早年间的三星Galaxy Zoom K。而近几年,潜望式变焦技术渐渐兴起,巧妙地将光线进行折叠,实现了3倍、5倍甚至10倍混合光学变焦。

潜望式长焦结构原理

通过上述例子,相信朋友们可能已经发现,光学变焦实现的前提在于镜头透镜之间是否能够提供足够光路传输的路径长度,定焦镜头透镜之间是不可以移动的,所以光路长度恒定,无法实现变焦。而潜望式变焦镜头虽然仍属于定焦范畴,但光路够长,也就有了实现固定级别变焦的能力。

书归正传,那么液态镜头呢?实际上,其原理并不难理解,就是在传统的两块镜头之间加入一个液体固定透镜组,把透镜的介质由玻璃换成了液体,但原理不变,毕竟液体也具有极强的透光性。而不一样的地方在于,玻璃介质无法改变自身的曲率半径,但液体可以。

液态镜头技术原理示意

比如个别专利技术便是利用电压来改变液晶形状,如隆起、平缓,或者是收缩、松弛等,在镜片组不移动的情况下,就可以增大或减少透镜曲率半径,进而改变光路,实现长焦段的变焦效果。

液态镜头的出现,很好地缓解了传统光学变焦过程中镜片所占的体积,尤其是在手机这种空间本就有限的设备上,有了液态镜头,可以一定程度上减少相机模组的重量,甚至实现一镜多用,进一步减轻手机自身的厚度和重量,更易做到轻薄。

值得一提的是,由于无需占据过多空间,液态镜头还可能会改变手机相机模组凸起的问题,实现真正的一体化。

其次,液态镜头和机械镜头有本质不同,其所消耗的电量也要远低于后者,不用高电压或其它装置就能保持聚焦状态,只需很少的能量便可用于驱动,理论上也会更省电,间接为提升手机续航做出贡献。

此外,因为没有更复杂的机械结构,意味着液态镜头结构并不存在太多可活动的内部组件,发生机械性障碍的可能性更低,稳定性较后者更胜一筹。

同时,液态镜头可以像人眼一样,对焦系统中没有传统的机械结构,无需镜片组前后移动,而是依靠输入电压变化来调节液滴的形状,这就为实现毫秒级对焦提供了可能,而且成片率高达。

可以说,通过液态镜头,无论物体距离镜头多远,成像系统都可以在毫秒级的范围内改变聚焦平面,提供更清晰的成像。

另外,液态镜头还具有大光圈特性,能够自动调节,可以大范围调节焦距,所以在极端光线条件下也能带来较好的拍摄效果。除了上述优势外,液态镜头还将带来更广的变焦范围和聚焦效果,无论是微距还是远景,都可一镜通收。

不管怎么说,液态镜头对于手机而言都算是一个全新的技术,能否快速实现大规模商用还未可知。但假如其实现了大规模商用,也就意味着一镜多用并不远了,对于早已习惯多摄布局的我们而言,这将又是一件冲击认知的事。

当然,虽然液态镜头有着很多自身优势,但也存在诸如色散、畸变等难以规避的问题,因此在短时间内,我们或许还难以看到真正能够实现一镜多用的产品出现。

尽管现如今液态镜头的发展或许还只是冰山一角,很多朋友此前甚至可能闻所未闻,但有一点可以确定的是,在手机上用上液态镜头并不会过于遥远,毕竟其早已在天文望远镜、医疗内窥镜等专业级产品上实现了商用,我们只需多些耐心就好。

写在最后

经过长达15年的发展变迁,时至今日,智能手机影像技术似乎已到了所谓的瓶颈期,在大底主摄、光学防抖、超级长焦等技术早已司空见惯的情况下,也确实需要更新鲜的技术来刺激行业发展。

显然,液态镜头正适合充当这一角色,其有着对焦速度极快,变焦范围更大,占用空间更小等优势,与智能手机可以说是天作之合,不仅未来可期,甚至将其称作足以引领移动影像变革的一项新技术也丝毫不为过。

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钱纪韫
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