知乎热榜 ( ) • 2024-03-20 09:20
Anon的回答

题主是不是看到了KMZ 左轮手枪一般的外置取景器:

图片来自uralseller.com

不开玩笑,现代手机的通常在不同焦段有不同的镜头和传感器,构成了多个相对独立的成像系统 (imaging system)。从长焦设计这里入手,近些年常出现的潜望镜镜头指的是引入一个反光板,并把镜头放在反光板后的一种设计[1]

Joyous周游提到潜望镜设计问题是长焦成像系统为了凸显长焦效果,传感器通常比主摄要小,因此获得更长的等效焦距。

上图中青绿色框代表的传感器比橙色框小,但成像看起来比青绿色更有“长焦”的效果。

主摄的传感器为了获得更大的等效光圈和虚化效果则远大于潜望镜长焦系统,以华为P30为例,其主摄的传感器比潜望长焦大2.35倍,大概是这么个感觉:

因为主摄太大,潜望长焦镜头的像场很可能覆盖不了,即使覆盖了也失去了很多“长焦”的感觉。

因此假如两个成像系统合并,共用一个传感器的话,那只能使用原潜望长焦的传感器。

但这又会对主摄产生影响。依然用华为的例子,全部使用原潜望长焦的传感器,那么新主摄的等效焦距一下子从27mm变成了大概60mm,原超广角从17mm变成了40mm,焦距突然就都上去了,变得非常不适合普通用户的日常使用。

解决方案讲道理是有的,我们可以借助变形镜头的棱镜设计来把大传感器斜着放:

(手动微笑)

虽然用户可能会发现自己的图片有一边怎么都不清晰(因为就算是消色差棱镜,其色散和色差在这个距离和大小上也很难去除,除非能整出自适应光学的DM),但手机嘛,不会太明显(大概)……

假设这里我们解决了传感器大小问题,可以用单一传感器了,那么怎么替换镜头呢?

传统的左轮显然是不行的,因为潜望镜镜头主光轴位于机身平面,而剩下的镜头主光轴非垂直于机身平面,从机身背面看的话是这个样子:

那两个圆是主摄和超广角,因为垂直于我们的观察方向所以看起来是个圆。如果把长焦潜望镜旋转一下也垂直于机身,然后再做转轮,那体积会爆炸,看起来会像是这样子:

因此,如果要做可共享的话,我们只能……

把剩下的镜头也横过来!

上图从左到右分别是原超广角,原潜望长焦,原主摄。

但是休斯顿,我们有个问题:

原超广角现在非常靠里,导致其会看到机身内部。因为焦深不变,直接把镜头向上移并不管事儿,反而会使得这个超广角完全无法成像。想要解决问题的话,我们只能:

让传感器组可以滑动!

好耶!

同时为了照顾超广角,这个反光板也需要加大:

hmmm,好像如果超广角的视角超过90度的话,反光板没有办法实现反射?不要担心,未来一定有角落可以切,此处不妨假设计算摄影和深度学习结合之下可以通过一个28mm图脑自动填充出17mm的样子,既然月亮都可以,人肯定也没问题!

顺便,增大反光板似乎还解决了近摄对焦问题,很好!

现在我们的每个镜头组都可以位移进入成像系统,成像时还需要上下移动来防止被镜头槽遮挡视线,同时内部的个别镜头还需要运动来实现防抖,然后传感器也需要移动来适配镜头的位置。此外,为了容纳镜头,镜头格纳库两边需要额外的位置,因此机身内需要有非常大的空腔:

似乎有点儿太复杂了,各部分耦合度太高,尤其是传感器根据镜头移动这点,那么有什么办法呢?

如果我们把这个换镜头机构移到手机外部,那的确是有可能的,但这个转轮会让手机看起来极其怪异:

圆柱的长度受最长的镜头影响,因此非常长。同时为了不遮挡视线,贴近反光板的部分还需要额外倒角。

这显然不太容易吸引消费者,为解决这个问题,我们有两个方向:

方向第一:完全消除机内镜头,转用外置镜头。

不过都转用机外镜头了,何不直接用可更换镜头系统呢?小米就在干这事儿:

图片来自indiatoday.in

方向第二:消除反光板,直接让相机对着顶部或侧部拍摄。

虽然这会让使用者的拍摄体验大幅下降,但他们懂什么性能。同时,为了治理镜头的问题,我们也可以引入一个手动押入系统,并开始销售独立镜头模块。用户可以把镜头模组从侧部押进手机,手机随即可以用这个镜头模组来拍照。

当然,有押入便会有挤出,押入的另一侧便是原模组排出口,现在我们的手机看起来是这样:

此时只需要把已经能够移动的传感器部分换成撞针……