如何光学变焦手机双摄像头背后的秘密

《如何光学变焦手机双摄像头背后的秘密》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、如何光学变焦手机双摄像头背后的秘密　　光学变焦在智能手机领域不是什么新鲜事物，远有三星GalaxyZoom，近有华硕ZenfoneZoom。可惜，此类支持光学变焦的手机普遍非常厚实，并不符合时下手机纤薄化设计的发展潮流。而iPhone7Plus的出现，则让轻薄手机首次拥有了光学变焦能力。那么，它是如何实现的？　　光变手机厚就一个字　　光学变焦在手机领域并不是什么新鲜的感念。早在诺基亚塞班系统一统江湖的时代，N93/N93i手机就通过“内伸缩式”摄像头获得了3倍光学变焦功能（图1）。Android系统崛起后，三星GalaxyS5Zoom

2、和GalaxyKZoom也通过“外伸缩式”摄像头实现了光学变焦（图2）。可惜，伸缩式摄像头需要非常厚的相机模组，让手机变得和卡片DC没什么差别，非常影响便携性。于是，一种名为“潜望式”的摄像头技术便出现了。　　华硕在2016年初推出的ZenfoneZoom手机，就是“潜望式”摄像头的代表。简单来说，如果“内伸缩式”和“外伸缩式”变焦镜头占用的是纵向空间（图3），那“潜望式”摄像头占用的就是横向空间，利用反射原理，在更薄的相机模组中实现了3倍光学变焦的能力（图4）。　　　　问题来了，即便ZenFoneZoom大幅压缩了光学变焦相机模组的

3、厚度，但手机依然偏厚（11.95mm），在智能手机普遍只有7mm～8mm纤薄身材的大环境下，相对厚实的ZenFoneZoom依旧属于“小众”5风格。因此，它并没能在智能手机领域掀起太大波澜，属于叫好不叫座的典型代表。　　作为智能手机领域的标杆产品，苹果旗下的iPhone素以拍照效果强悍著称。然而，在Android手机普遍以双摄像头加持的大环境下，iPhone领先的拍照优势正在逐渐稀释，这显然不是苹果想看到的结果。于是，苹果在iPhone7Plus身上也引入了双摄像头技术，并首次在7.3mm厚的机身里实现了光学变焦！虽然只是2倍的光变，

4、那也算是开创了历史。　　iPhone7Plus的“两只眼睛”　　iPhone7Plus的两颗摄像头虽然都是1200万像素，但它们的参数和作用却有着云泥之别。以图5为例，iPhone7Plus左边的摄像头为1200万像素广角镜头，拥有f/1.8光圈和28mm的等效焦距，而且支持光学防抖技术。iPhone7Plus右边的摄像头为1200万像素长焦镜头，它的光圈大小为f/2.8，等效焦距为56mm且不支持光学防抖。　　之所以在这里强调“光学防抖”是有原因的。以华为P9、荣耀V8、酷派Cool1、红米Pro为代表的双摄像头手机（包括黑白+彩色

5、传感器组合和普通+景深传感器组合）都因双镜头结构和技术的限制，无法加入光学防抖功能。更深层次的因素就是它们的双摄像头需要“协同作战”，所以很难给单一的摄像头赋予光学防抖的能力。　　而iPhone7Plus的双摄像头和LGG5/G5SE很像。虽然LG的这两款手机是双摄像头（由1600万像素普通镜头和800万像素广角镜头构成），但它们只能独立工作，同一时间只能选择其中一颗摄像头拍照。因此，LG可以轻松地为其中的1600万主摄像头集成光学防抖功能。iPhone7Plus和LGG5/G5SE最大的差别在于，两颗镜头可以独立工作，也能携手作战。

6、5　　“有损”的2X光学变焦　　虽然苹果将iPhone7Plus身上的那颗56mm焦距摄像头称为“长焦镜头”，但它其实还达不到真正意义上的长焦，只是放大倍数比28mm广角镜头高了1倍而已。iPhone7Plus的28mm广角镜头拍摄风景非常完美（图6），但若拍摄人像就需要拉近镜头与人物之间的距离。而56mm镜头则在同等距离可以放大画面中的人物（图7），特别是在拍摄肖像时可有效避免照片变形问题。　　iPhone7Plus进入2X光学变焦拍照模式非常简单，打开相机APP后，点击一下取景框下面圆形的1X图标就能切换到2X模式（图8）。如果还

7、需进一步变焦（光学变焦），只需按住这个圆圈作个顺时针半圆的滑动即可。　　像GalaxyZoom和ZenFoneZoom一类的光学变焦手机，在从1X光变切换到2X时，都是通过镜头内镜片模组的移动实现的，从而可以获得被拉近（放大）的“无损”照片。　　而iPhone7Plus从1X切换到2X变焦则没有上述的物理位移，它只是当相机APP进入2X拍照模式时，瞬间屏蔽广角镜头并启动长焦镜头，也就是当广角镜头变焦达到最远时，由长焦镜头接过变焦的任务（图9），给人的感觉则是取景框内的画面被拉近了一样。　　换句话说，iPhone7Plus的广角镜头只负

8、责2X以内的拍摄任务，而2X或更高的变焦，则通过长焦镜头完成。没错，iPhone7Plus并非我们预想的那般是通过双摄像头合成实现连续的光学变焦，只是两个摄像头之间的交接班而已。5　　因此，在2X光学变焦模式下，虽然可以