据网络资讯,华为将于3月底推出的P40最大的亮点是搭载双菱镜潜望式镜头,支持10倍光学变焦。据说潜望式镜头G(玻璃镜片)+P(塑胶镜片)(1G+2P)设计镜头主要供应商为大立光,其次为舜宇光电,亚光则为棱镜及新增的两片反射镜供应商。
那么双菱镜潜望式镜头到底有何特别之处?潜望式镜头又有何优劣?
潜望式镜头借鉴了潜望镜的基本原理。
1.那潜望镜的基本原理是什么?
潜望镜是指:从海面下伸出海面,用以窥探海面上活动的装置。其构造与普通地上望远镜相同,唯另加两个反射镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜常用于潜艇中,用于观察海面敌情的。
潜望镜主要是采用两个反光镜,使得光路产生折叠。这个折叠光路的设计和作用很重要,也是用于手机的主要原因。
2.为什么不使用潜望镜头的变焦不太强悍?
这里需要用到初中物理的一些基本知识。
目前的成像镜头的基本假设是小孔成像模型,成像位置是在镜头的焦点附近的。
在这一基本假设下,物体离得近,就需要短焦距的镜头成像;物体离得远,就需要长焦距的镜头成像,才能使得同样一个物理拍出同样的大小。
所以,要想拍清楚远处的东西,就需要长焦距。
还有一个问题就是,手机厚度是有限制的!因此焦距就不能太长。
因此,为了能够让焦距尽可能长一些,最简单的办法就是:摄像头凸起。
因为摄像头凸起后,就能容纳更长焦距的镜头了。
可是,现在追求拍的更远,就要求焦距更长了!总不能摄像头更凸起吧!
于是,潜望镜头就用在了手机上!
3.潜望式镜头为什么能够更长焦距?或者潜望式镜头如何工作?
首先,我们按照最开始的潜望镜的原理,设计出一个潜望式镜头
这个设计跟潜望镜基本相同,对光路进行了折叠。
那么,如果将折叠的光路等效展开,是什么样子的?
将光路等效展开后,其等效焦可以远超手机本身的厚度。
当然,不一定非得装两块反光镜,如果装一个反光棱镜,传感器的位置相应的调整即可。
除此之外,还可以在反光棱镜后安装透镜
潜望式镜头有什么好处?
好处十分明显,可以在不增加手机厚度的同时,提高变焦能力,看的更远,其设计初衷也是为了这一个目的。
潜望式镜头有什么缺点?
第一,潜望式镜头占据了大量手机内部空间,同样体积的手机,装有潜望镜头的手机需要在电池、散热等方面有所牺牲;
第二,由于反射棱镜的存在,潜望式镜头影响光线的射入量,光线强度在棱镜反射时候会出现较大成都衰减。因此,同样的传感器,潜望式镜头在暗光下性能相对较差;
第三,由于潜望镜式镜头的感光元器件的安装方式与之前不同,导致潜望式镜头后的图像传感器尺寸较小。潜望式镜头后的传感器,无法大于手机本身的厚度。
以华为P30 Pro为例,其5倍光学、10倍混合、50倍数字变焦的优点被广为人知;其厚度为8.41毫米,而潜望式镜头后的传感器为1/2.78英寸
以与之相近但仍旧比其大的1/2.5"英寸为例:宽4.3mm、长:5.8mm、对角线:7.2mm、面积:25。
因此,潜望式镜头后面的传感器的长5.8mm是远小于其手机厚度8.41mm的,因此,厚度限制了传感器的尺寸。
而小米发布的小米CC9 Pro携带1/1.33英寸的1亿大底传感器,下图最右边那个,而华为潜望式镜头后的传感器尺寸比下图最左边的还要小。
很多时候,对于行业内的研发人员来讲,大的路子就那么几个,而如何突破这些技术的不足,正是各个厂商研发实力的象征。