拆解手机镜头 | 越出越凸似摇摇板?4大物理原因 真的与审美无关
拆解手机镜头 | 近年不论是iPhone还是Android阵营,大家都不难发现机身越做越纤薄,手感越来越精致,但翻到背面,那个庞大且极度突出的镜头模组,却往往令人看著摇头。不少用家抱怨,手机平放在桌面时犹如一块“摇摇板”,甚至需要佩戴极厚的手机壳才能勉强填平这个“火山口”。明明科技日新月异,为何手机镜头却反其道而行,越出越凸?其实这并非设计师的审美倒退,而是厂商在追求极致画质与机身轻薄之间,不得不向物理定律妥协的结果。
1. “底大一级压死人”,感光元件的无底洞
摄影界一直流传著一句金句:“底大一级压死人”。这里的“底”指的正是感光元件(Sensor)。为了在昏暗的夜间环境拍出清晰、纯净无杂讯的相片,手机厂商不断将感光元件尺寸撑大,如今旗舰级配备1吋大型感光元件已成常态。然而,这却触碰了光学设计的物理死穴:感光元件的面积越大,为了让光线能够精准、均匀地覆盖整个元件,镜头的光学中心到感光元件之间的距离(即焦距)就必须相应拉长。这段距离是硬生生的物理空间,无法单靠软件演算法来凭空压缩。
2. 镜片堆叠,画质提升的厚度代价
除了感光元件,镜头内部的结构也大有文章。早年智能手机镜头可能只用4到5块塑胶镜片,但为了消除逆光拍摄时的眩光、修正画面边缘的紫边与变形,同时提升整体解析力,现今的手机相机模组动辄塞入7块(7P)甚至8块(8P)高阶镜片,部分更加入了玻璃镜片。这些镜片犹如汉堡包般一层层叠加起来,光学路径变得复杂,自然会直接增加整个相机模组的绝对厚度。
3. 光学防震与摩打的物理限制
为了应付都市人边走边拍的Vlogging需求,以及进一步提升夜拍成功率,光学防震(OIS)早已成为旗舰机的标准配置。光学防震的运作原理,是让镜头或感光元件在模组内部处于“悬浮”状态,并透过微小移动来抵销手震。这意味著,相机模组内部必须为音圈摩打(VCM)及防震组件预留足够的物理移动空间,各零件之间不能完全紧密贴合,这亦是导致镜头无法做得扁平的元凶之一。
4. 潜望式长焦结构的双面刃
近年大热的5倍甚至10倍光学变焦功能,依赖的是极长的焦距。工程师虽然极具创意地引入了“潜望式结构”——利用棱镜将光线折射,让镜片在机身内部作横向排列,巧妙地避开了直线厚度上的限制。但即便如此,容纳这套复杂折射棱镜及长焦镜片的模组本身,依然具有不可忽视的体积,同样无可避免地占用了一定厚度。
以目前的技术来看,如果想让手机拍得越来越好,镜头模组仍然很难完全与机身齐平。