潛望式攝像模組解決手機厚度和超長焦鏡頭矛盾

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）攝像頭技術(shù)在現(xiàn)在的電子工業(yè)中無疑是行業(yè)的核心技術(shù)之一，攝像頭模組的制造面臨著許多行業(yè)獨有的全新挑戰(zhàn)，其中潛望式鏡頭作為攝像頭模組的發(fā)展新方向在近期也備受關(guān)注。

攝像頭模組挑戰(zhàn)

以前手機拍攝到遠處的景物照片后，如果想要觀察照片局部的細節(jié)，是通過手動放大照片，這種方式是通過數(shù)碼變焦去實現(xiàn)。遠處的物體其實并沒有被真實地拉近，而是手機將圖片中的一部分截取出來進行放大，通過處理算法以實現(xiàn)變焦的效果。但這樣會有一個問題，想必大家也都遇到過，就是會導(dǎo)致圖像的清晰度下降，有時候下降到根本無法分辨到相應(yīng)的細節(jié)。

對于現(xiàn)在的手機拍照用戶而言，肯定期望的是即使拍到遠景，放大照片后也能得到清晰的局部細節(jié)圖像。這種效果從光學(xué)的基本原理來說，就必須使用到長焦距的鏡頭才能夠?qū)崿F(xiàn)此種效果。

這和重要參數(shù)FOV視場角相關(guān)，手機取景框里能拍到的范圍就是由FOV決定的，而焦距則決定了拍攝物體的遠近距離。FOV和焦距之間，存在一定的函數(shù)關(guān)系，F(xiàn)OV由CMOS大小與焦距共同決定的。當CMOS的底片大小是固定的時候，焦距越長，對應(yīng)的FOV越小。視距影響了視角，決定了取景范圍以及現(xiàn)實中物體在相機中的大小。

而焦距，對于鏡頭而言，可以簡單理解為從鏡片的光學(xué)中心到底片或者CMOS或CCD等感光元器件或成像平面的距離。長焦鏡頭與短焦鏡頭在攝影成像上的差異很明顯，對于短焦鏡頭而言，它的視場角更大，能夠包含更多的一些內(nèi)容。而對于長焦鏡頭來說，它的景深較小會導(dǎo)致背景虛化的效果，但是能夠突出被攝的主體，獲得更多的細節(jié)。

所以現(xiàn)在手機上使用了不同焦距的攝像頭，是因為在不同的攝影場景下，拍攝的需求是不一樣?，F(xiàn)在的手機整機身尺寸會越來越薄，如何將體積更大的攝像頭放進輕薄的手機內(nèi)需求面臨不少挑戰(zhàn)。如何平衡手機厚度和超長焦鏡頭的矛盾，是廠商們面臨的一個巨大挑戰(zhàn)。

潛望式鏡頭解決手機攝像頭模組挑戰(zhàn)

隨著攝像技術(shù)的進步，長焦和厚度的安裝挑戰(zhàn)有了解決辦法，將原本垂直安裝攝像頭模組的方式改為平行安裝，也就是潛望式鏡頭。潛望式鏡頭平行放置的方式會讓手機將相機、傳感器和鏡頭安裝在手機越來越輕薄的空間內(nèi)。

潛望式鏡頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成一部分是棱鏡，棱鏡通過反射光線使得原本垂直進入手機背部的光線能夠彎折一定角度后平行于手機背板方向進入。第二部分是VCM音圈馬達，可以實現(xiàn)自動對焦功能，調(diào)節(jié)鏡頭的位置呈現(xiàn)清晰的圖像。第三部分是鏡頭模組，最后一部分則是CMOS。

根據(jù)TSR預(yù)估，潛望式攝像頭的出貨量數(shù)量逐年上升，2021年其出貨量在0.52億個，到2025年，預(yù)期出貨量將達到1. 28億，年復(fù)合增長為46%。

最早的手機潛望式攝像頭結(jié)構(gòu)使用的是一個變焦鏡頭以及兩個棱鏡，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在于只需要單個攝像頭通過改變相對位置就能變焦。同時因為有兩個棱鏡，可以對CMOS進行縮放。但整體模組尺寸會偏大，同時功耗也不小。

現(xiàn)在市面上主流的潛望式攝像頭一般使用一個棱鏡，鏡頭為固定焦距，通過多個不同焦距的攝像頭來實現(xiàn)變焦，日常生活中很多手機都采用了這種配置。這種結(jié)構(gòu)也有限制，就是CMOS尺寸受限于手機厚度，無法做到大尺寸的底片。

目前下一代結(jié)構(gòu)的潛望式攝像頭在主流結(jié)構(gòu)上增加了一面棱鏡，也就是雙棱鏡加定焦鏡頭，這種結(jié)構(gòu)解放了CMOS的尺寸限制，但是光經(jīng)過了更多的反射，損失會更嚴重些。而且工藝難度相較主流結(jié)構(gòu)大增，新增的棱鏡結(jié)構(gòu)，在硬化、切割、光學(xué)防抖等工藝精度要求上很高，新增棱鏡結(jié)構(gòu)會讓難度和成本顯著上升。

小結(jié)

隨著潛望式鏡頭供應(yīng)鏈進一步的成熟，相關(guān)棱鏡、CMOS傳感器、VCM等零部件成本會進一步下降。零部件成本的下降以及新型潛望式鏡頭結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將帶動潛望式攝像頭模組向中低端智能手機下沉。