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電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）攝像頭技術(shù)在現(xiàn)在的電子工業(yè)中無(wú)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(dú)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(jī)拍攝到遠(yuǎn)處的景物照片后，如果想要觀察照片局部的細(xì)節(jié)，是通過(guò)手動(dòng)放大照片，這種方式是通過(guò)數(shù)碼變焦去實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)處的物體其實(shí)并沒(méi)有被真實(shí)地拉近，而是手機(jī)將圖片中的一部分截取出來(lái)進(jìn)行放大，通過(guò)處理算法以實(shí)現(xiàn)變焦的效果。但這樣會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，想必大家也都遇到過(guò)，就是會(huì)導(dǎo)致圖像的清晰度下降，有時(shí)候下降到根本無(wú)法分辨到相應(yīng)的細(xì)節(jié)。

對(duì)于現(xiàn)在的手機(jī)拍照用戶而言，肯定期望的是即使拍到遠(yuǎn)景，放大照片后也能得到清晰的局部細(xì)節(jié)圖像。這種效果從光學(xué)的基本原理來(lái)說(shuō)，就必須使用到長(zhǎng)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(chǎng)角相關(guān)，手機(jī)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(yuǎn)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(dāng)CMOS的底片大小是固定的時(shí)候，焦距越長(zhǎng)，對(duì)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(shí)中物體在相機(jī)中的大小。

而焦距，對(duì)于鏡頭而言，可以簡(jiǎn)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(zhǎng)焦鏡頭與短焦鏡頭在攝影成像上的差異很明顯，對(duì)于短焦鏡頭而言，它的視場(chǎng)角更大，能夠包含更多的一些內(nèi)容。而對(duì)于長(zhǎng)焦鏡頭來(lái)說(shuō)，它的景深較小會(huì)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(xì)節(jié)。

所以現(xiàn)在手機(jī)上使用了不同焦距的攝像頭，是因?yàn)樵诓煌臄z影場(chǎng)景下，拍攝的需求是不一樣?，F(xiàn)在的手機(jī)整機(jī)身尺寸會(huì)越來(lái)越薄，如何將體積更大的攝像頭放進(jìn)輕薄的手機(jī)內(nèi)需求面臨不少挑戰(zhàn)。如何平衡手機(jī)厚度和超長(zhǎng)焦鏡頭的矛盾，是廠商們面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

潛望式鏡頭解決手機(jī)攝像頭模組挑戰(zhàn)

隨著攝像技術(shù)的進(jìn)步，長(zhǎng)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(huì)讓手機(jī)將相機(jī)、傳感器和鏡頭安裝在手機(jī)越來(lái)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(guò)反射光線使得原本垂直進(jìn)入手機(jī)背部的光線能夠彎折一定角度后平行于手機(jī)背板方向進(jìn)入。第二部分是VCM音圈馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)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(gè)，到2025年，預(yù)期出貨量將達(dá)到1. 28億，年復(fù)合增長(zhǎng)為46%。

最早的手機(jī)潛望式攝像頭結(jié)構(gòu)使用的是一個(gè)變焦鏡頭以及兩個(gè)棱鏡，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于只需要單個(gè)攝像頭通過(guò)改變相對(duì)位置就能變焦。同時(shí)因?yàn)橛袃蓚€(gè)棱鏡，可以對(duì)CMOS進(jìn)行縮放。但整體模組尺寸會(huì)偏大，同時(shí)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(gè)棱鏡，鏡頭為固定焦距，通過(guò)多個(gè)不同焦距的攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦，日常生活中很多手機(jī)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(jī)厚度，無(wú)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(guò)了更多的反射，損失會(huì)更嚴(yán)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(huì)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(jìn)一步的成熟，相關(guān)棱鏡、CMOS傳感器、VCM等零部件成本會(huì)進(jìn)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(dòng)潛望式攝像頭模組向中低端智能手機(jī)下沉。

原文標(biāo)題：【電子技術(shù)】潛望式攝像模組解決手機(jī)厚度和超長(zhǎng)焦鏡頭矛盾

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