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DC软件研发工程师聊聊相机那些事儿

色影无忌
乐寻
梁爽
2016-01-11

 

关于相机人眼对焦:

 

乐寻:大家应该知道相机对焦跟人眼对焦,相机的对焦是改变对焦镜片的前后位置,将其移动到焦距位置上。而人眼对焦则是通过改变眼睛内的晶状体的焦距来做对焦动作的。那么根据这原理,之前就有人提出,可不可以让相机也跟人眼一样,用一个“晶状体”镜头来改变对焦。我原本以为这个技术只存在在实验室阶段,没想到前段时间有看到实物,并且已经具备量产能力可以商用了。搞错,相机对焦也是改变焦距,将焦点落在sensor上。

 

关于液态镜头:

 

液态镜头

乐寻:液体镜头。根据该公司的美国工程师的现场介绍,液体镜片的原理基本和人的晶状体类似,用一个高分子薄膜,形状就做得跟镜片一样,里面装有某种液体(具体什么液体人家是保密滴),然后利用电磁霍尔效应,用一个小装置去抽吸薄膜里面的液体,让这个“镜头”改变曲面和折射的方向,达到改变光路的目的。从这里可以看出,这已经是跟人眼的晶状体的工作状态时一样的了。另外要提一下的就是这个光路折射的方向是完全可以通过电流的强度去做精确的控制。

 

  这里面的控制对方的美国工程师没有讲得很详细,不过楼主已经猜到里面大概的原理。这里剖析一下。根据公式F=BIL,当磁场强度和受感应的长度固定时,产生的力F和电流I是成正比的。做过电子研发的人都知道,如果使用比较好的电流控制芯片,这个电流I其实可以非常容易控制得很精细的。这里控制上不是什么难事,楼主觉得最难的是材料部分,折射率,可控变化范围,还有耐久性等,这个材料才是真正的核心技术!

 

  这个液体镜头模组做得虽然比普通的手机模组要大,但是在能够光学变焦的模组上来说,已经是很小了。(可以看看三星的光学变焦手机)当然这个液体镜头模组有这么多的好处,当然就有一些副作用。根据楼主之前数码相机的开发经验,其实镜头的解析度和畸变程度跟温度是有很大关系的,另外就是跟材质有很大的关系;通常大家觉得使用的手机或者相机的发热对镜片的热胀冷缩改变有限,所以觉得影响不会太大。其实一般一个3~10倍光学变焦的镜头,里面的镜片有10多片,如果每一片因为温度的变化都改变一点点。在光学上,每个镜片误差的累加可以说是指数级别的,不是简单的相加关系。所以最终造成的误差累积其实是很大的。

 

  之前提到关于镜头受温度影响的问题。除了累加误差以外,还有一个就是不同材质的镜片受温度的影响是不同的。其中液体受温度的影响是最大的,然后是树脂镜片,接下来就是玻璃镜片。这里说的树脂其实就是塑料,(镜头行业的人都说是树脂镜片,我也跟着这么称呼好了),一般多用于家用消费级数码相机,手机。也是受限于材质对畸变和解析度的影响,这类镜片的直径没办法做得大,所以直径大的镜片都是使用玻璃材质。另外由于树脂镜片受温度的影响比较大,所以一般行车记录仪这类产品,镜头一般都是使用玻璃材质,因为车内的温度变化比较大,对成像的影响还是挺大。

 

  也不知道有意还是无意,在整场介绍过程中,并没有提到关于镜头的解析能力和受温度影响的问题。于是在介绍结束后楼主问那两个美国工程师有没有测过每个温度下镜头解析的能力。他们回答说有测试小范围的温度,但是手上没有测试报告。于是楼主要求需提供这份测试报告,并且提出由于手机使用的环境不同,温度变化差异很大,希望能够做提供一个-20度到+70度的测试报告。然后就没有然后了,到目前楼主也没有见到这份测试报告...

 

  这个基本证实了楼主的猜想。应该说这个高大上的液体镜头是有致命缺陷的,那就是受温度的影响太大。特别是对于手机,有时候CPU在满负载的状况下,温度的变化是极大的。
如果能够解决这个问题,商业前景非常巨大。

 

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