簡要介紹在移動端應用的可變光圈結(jié)構(gòu)
本文不討論可變光圈在移動產(chǎn)品里是否有價值,畢竟我個人對在移動影像領(lǐng)域采用可變光圈的觀點這幾年就沒怎么變過。
咱就簡簡單單借個熱度搬一下我去年在隔壁的回答,簡要介紹一下目前在移動端應用的可變光圈結(jié)構(gòu)。本文只是介紹不同形態(tài)和之間的區(qū)別,不包含誰比誰先進,誰才算黑科技等吵架內(nèi)容,本人目前也沒能力下這種判斷。
先說一下可能是目前最經(jīng)典的可變光圈結(jié)構(gòu):包含復雜的翅片結(jié)構(gòu),并需要一個支持步進的電機來讓整個結(jié)構(gòu)在不同的光圈值中切換。

傳統(tǒng)的可變光圈結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是顯而易見的,中間的光孔大小可以從大到小平滑變換,也就是說只要驅(qū)動光圈的電機精度足夠高,在最大和最小光圈之間可以分出任意多個光圈擋位。
但這個結(jié)構(gòu)也有它的問題,首先,翅片的形狀導致很難把光孔做成完全的圓形(尤其是對于無極光圈來說),這可能會導致最終圖像產(chǎn)生變形(例如六邊形的焦外光斑)。其次,傳統(tǒng)光圈結(jié)構(gòu)非常復雜,組件數(shù)量較多,這將導致:1、制造非常復雜以及耗時;2、更容易損壞或者卡??;3、體積在結(jié)構(gòu)和技術(shù)限制下難以縮小——為了解決這些問題,對于成本和體積來說都是挑戰(zhàn)。

在 2009 年發(fā)布的 Nokia N86 8MP 上,諾基亞選擇了一個比較討巧的方案:通過在兩個擋片中挖孔來實現(xiàn)三檔可變光圈。我沒有找到對得上的結(jié)構(gòu)圖,所以在這里上一個咱認為最接近的。

這個方案最大的好處我覺得就是把光圈葉片從多個縮減為一個/兩個。而在大幅簡化結(jié)構(gòu)后,體積重量、裝配難度以及故障率都更容易控制。同時驅(qū)動馬達的選型也相對更自由,此外由于光圈形狀和大小取決于光圈擋片(葉片)中間的挖孔的形狀大小,所以能做成完美的圓形。
不過這個結(jié)構(gòu)也有代價,除了沒法無極調(diào)節(jié)光圈以外,主要的問題在于相機模組需要留有足夠的 XY 平面面積來在大光圈擋位下收納光圈葉片,而這部分的權(quán)衡就會影響到相機模組占板面積以及最大光圈大小。
還有就是,由于一個光圈葉片只負責一個光圈值,這導致一旦需要很多可變光圈擋位,該方案的結(jié)構(gòu)甚至有可能會比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復雜。
后來三星在 Galaxy S9 系列 開始使用的可變光圈結(jié)構(gòu),通過在兩個光圈葉片上分別挖兩個相交的圓孔(一大一?。└玫乩昧讼鄼C模組光孔/透鏡孔周邊的平面空間(面積)。

之所以要這么干我認為是為了在 XY 平面面積占用上更小,這樣即便上大光圈,相機模組的占板面積也不會比沒有可變光圈的模組大多少,而代價就是結(jié)構(gòu)會更加復雜一些,而且也不能無極調(diào)整光圈。
當然除了以上這些做成過產(chǎn)品的方案,實際上各大廠商或多或少也嘗試過一些更為激進的設(shè)想,其中運氣好的能成為專利被我們所知。
比如諾基亞的電致伸縮聚合物光圈,不需要任何活動部件,通過讓光圈材料膨脹/收縮來改變光孔大小——僅需一個元件即可實現(xiàn)無極可變光圈功能。

再比如蘋果的電致變色光圈:通過讓環(huán)狀的電致變色材料在透明和不透明之間切換來實現(xiàn)多檔可變光圈切換——同樣也不需要任何活動部件。
