对于摄影爱好者而言,镜头是一个永远无法逃离的话题。
每一次准备拍摄,都会全副武装——广角拍风景、近焦/微距拍特写、远焦拍鸟/花,但在实际拍摄过程中,却只用了1-2个镜头,拍了寥寥无几的照片。
直到最后,手中只有数个具有代表性的镜头。
而对于手机企业来说,摄像头的发展也同样如此,从原本的唯一一个镜头,逐步走向了双镜头、三镜头,再到四镜头,每一个镜头都有其独特的用途。
但在监控产业中,也面临如此问题——广角与局部的融合。由于现有技术问题,企业只能采用搭配的方式进行组合,即广角与远焦进行数据的融合。
有什么办法可以一劳永逸?
答曰:液态镜头。
液态镜头的兴起与发展
早在2000年左右,“液态镜头”的概念就被提及,主要是由于天文望远镜的造价和维护费用过高,导致天文望远镜无法得到普及,而天文学家又相对过多,如何普及天文望远镜,成为急需结局的问题。
为了解决这个问题,物理学家乌德在大容器里旋转水银,得到一个理想的抛物面,由于水银能很好地反射光线,所以能起反射镜的作用。
在2000年左右,这种液体镜面的技术被成功应用于天文望远镜,而且降低了望远镜的制造成本。
由于在天文望远镜上的成功应用,液体镜头技术得到人们的关注。
但对于摄像机而言,天文望远镜的反射型液体镜头虽然并不适用,但却给人们带来启发——特别是随着移动消费电子设备的发展,人们对变焦镜头需求的提升,液态镜头技术逐渐流行。
在2004年,法国Varioptic公司发布了一项可用于手机的采用了电子技术的液体镜头专利。
据相关资料显示,该镜头的透镜采用了一个小型透明管状容器,在容器中包含油和水两种液体,通过电润湿效应调整这两种互不融合的液体接触面的曲率,就可以改变透镜的屈光度,从而让镜头实现自动变焦,并且准确地把焦点放在需要拍照的物体上。
而在同年,加利福尼亚大学也发明了液体镜头,它通过改变厚度为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状,实现焦距的变化。这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言,兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。
如果说降低镜头的制作成本是液态镜头的第一优势,那么液态镜头并不会被部分企业提上日程——对于企业来说,液态镜头的研发费用并不低,其中涉及了化学、物理等多种技术的融合,在这一投入下,不如直接购买镜片。
那么除了减少制作成本之外,液态镜头还有更为独特的优势——无限超高速变焦。
液体镜头可以通过改变液体的压力来调整焦距,从而实现变焦,而在变焦过程中,其消耗的能量仅为0.1 微焦耳。在变焦过程中,从凸面到凹面也仅需几微秒,超高速变焦能力让液态镜头可以应用在大量领域之中。
同时,由于其架构极为简单,一旦研制成功,即可实现批量化生产,成本可以得到有效下降。
优点虽多,缺点不少
虽然液态镜头的优势非常明显,但在实际应用中,却面临着诸多问题:
1、双折射效应
由于液体镜头内部为油和水的混合物,当光线透过油体时,会产生双折射效应,导致画质较差;
2、无法长期保持稳定
在拍摄过程中,由于要克服液体自身重力等问题,需要液体在一定时间内保持稳定的状态。但就目前而言,液体无法保持较长时间;
3、液体自身性能
由于镜头内部为液体,在周边环境发生改变时,如何保证液体不会发生蒸发/凝结,成为最为首要的问题(主要是保证水分不会被蒸发为主)。
对于部分企业来说,这些问题目前还处于解决之中,一旦得到解决,那么未来的摄影相关产业,或许将只需要一个镜头。
写在最后
据相关数据显示,目前索尼、富士、华为等企业已经提交过相关的专利认证,但并未实现商用。
对于索尼、富士等企业来说,液态镜头并不是目前的主流,而是未来技术——他们拥有成熟的传统镜头生产线,如果现阶段采用液态镜头,那么这些产业将受到一定的影响,这无异于“自断财路”。
但对于华为来说,其并没有镜头等生产线,据相关数据显示,其最新P40系列手机的镜头依然采用了台湾大立光电的镜头。而液态镜头一旦研发成功,那么华为将可以减少对大立光电的依赖。
而在2019年12月,华为已经申请了一个名为“驱动液态镜头的马达组件、摄像头模组和电子设备”的专利,该专利于2020年4月7日公布。部分媒体认为华为将在Mate30系列中采用该技术。
与此同时,在华为其他产业中,或许也将逐步更换这一镜头。