2014-05-02 00:04:00 文章來源：OFweek光學網

智能手機的攝像頭在最近幾年里獲得了巨大的技術進步。圖像質量提高了，小尺寸感光元件的噪點和串擾也在逐步降低。雖然有了這些提升，但智能手機在拍 照功能上依然有先天性的缺陷，那就是不支持光學變焦。最近我有一直想總結的一個文章是，專業相機拍照功能還有哪些是手機沒法做到的？光學變焦首當其沖。

　　由于光學鏡頭小型化的技術難點，這一直是手機拍照最大的瓶頸，不過現在已經有不少相關的技術在推進。光學變焦會成為智能手機廠商下一個競相追逐和鼓吹的賣點。

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

　　在一些技術公司所注冊的專利當中，我們也看到了不少占用空間較小的光學技術，它們可以提供出升級的拍照功能，同時也更加適合便攜電子設備在設計上的需求。在不遠的將來，新型微機電系統和高精密制造工藝所帶來的技術突破將會讓智能手機擁有光學變焦能力成為現實。

　　技術的工作方式

　 　也許你們已經預料到了，谷歌是在基于MEMS的變焦鏡頭的研發上面是走在前列的。在2012年，他們就已經注冊了相關的技術專利。如果你關注過一些新興 技術，比如移動顯示屏的新型生產工藝，那就有可能已經看到過MEMS這個詞。MEMS的全稱是微機電系統，該技術已經在一些攝像頭模組當中被使用，來幫助 自動對焦功能，而相似的設計原則也適用于MEMS光學變焦模組的研發。

　　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擁有不同功率（厚度）和折射等級的板塊所構成。板塊的移動和位置變化會改變通過鏡頭的總輸出功率，在其中通過的光線也會被放大或縮小。

　　這些聽上去可能有點復雜，但你只需要知道，這是一種不必改變鏡頭就能制造出放大/對焦的方式。

　　下一步就是MEMS派上用場的時候了，因為鏡頭部件的轉換和放大等級的調整都需要用到那些小馬達。至于便攜電子設備的低功耗和小尺寸需求，壓電馬達可以很好地滿足。

　 　這種技術的最大好處是可以讓小型移動設備，比如智能手機，去享受到光學變焦功能，而不必依賴于會在放大時降低圖像質量的數碼變焦。當然，這種設計也存在 某些限制，那就是小型鏡頭所能達到的放大程度較為有限，同時焦距也會被限制在特定的范圍。這些鏡頭同時也無法被替換或者在不同的模組當中使用，但這也是追 求小尺寸需要付出的代價。

　　谷歌的設計并非是唯一一種解決方案。使用柔性反射鏡來達到放大效果的設計目前也在實驗當中，其中反射鏡的角度和鏡頭的對焦可以通過微型馬達來控制。一種名為Wavelens的設計甚至使用了柔性薄膜來動態調整鏡頭的形狀和對焦。
 

　　為OEM準備的對焦模組

　　在實際的層面，從技術上講，上面提到的大部分技術都可以和目前大范圍的OEM移動圖像傳感器相兼容。對于HTC、索尼和三星這些公司來說，即便他們開始進行光學變焦技術的開發，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白費，因為對焦和放大是通過鏡頭模組來控制的。

　　舉個例子，Newscale Technologies所研發的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圖像傳感器印刷電路板上。該模組的規格為20x22x16mm，相當適合智能手機，不會致使設備后蓋凸出。

　 　盡管還沒有任何一款智能手機在短期內會去使用小型光學變焦模組，即將問世的Galaxy K似乎仍然堅持在更為傳統的相機設計上面，但在未來的幾年里，我們應該會開始聽到更多關于這種技術的消息。智能手機的拍照技術在不斷向前發展，用不了多 久，我們將完全無法分清智能手機和卡片相機的界限。