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華為Mate40Pro+拍照評(píng)測(cè)，華為Mate40Pro+拍照好不好？( 二 )

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2、 做成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱之后 ， 在進(jìn)行鏡頭組裝的時(shí)候 ， 鏡片直接吹入鏡筒 ， 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的結(jié)構(gòu) ， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)心
廣角鏡頭拍攝的照片通常都存在一定程度的畸變 ， 通常視場(chǎng)角越大 ， 畸變?cè)酱?nbsp;， 變形越大 ， 嚴(yán)重影響觀感 ， 當(dāng)然也有些人特意會(huì)用魚眼鏡頭追求這種圓形變形效果 ， 如下圖所示 。
自由曲面 ， 就是舍棄了鏡面面型旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的桎梏 ， 增加了面型的變化自由度 ， 從而給光學(xué)設(shè)計(jì)提供更大的自由度 ， 可以在更大程度上抑制鏡頭的畸變 。
手機(jī)鏡頭的示意圖如下 ， 其中右側(cè)的黃色區(qū)域表示CMOS傳感器的感光區(qū)域 ， 在傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)中 ， 成像面的區(qū)域必須要全部覆蓋全部的感光區(qū)域 ， 由于鏡頭是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的 ， 因此對(duì)于所有角度的剖切面 ， 其成像高度都是CA 。由于鏡頭和模組的裝配存在公差波動(dòng) ， 為了避免鏡頭成像區(qū)域和圖像傳感器的感光區(qū)域錯(cuò)位 ， 通常在設(shè)計(jì)中會(huì)把成像區(qū)域做的比圖像傳感器更大一些 ， 如下圖的MIC所示 。
從上面的示意圖可知 ， 鏡頭的鏡片都是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的 ， 但是CMOS圖像傳感器的感光區(qū)域是一個(gè)矩形 ， 不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的 。為了便于大家觀察 ， 我們把圖像傳感器轉(zhuǎn)一個(gè)角度 ， 如下所示：
第一 ， 我們使用自由曲面的初衷 ， 是盡可能地單獨(dú)控制不同視場(chǎng)區(qū)域的光線 ， 讓不同區(qū)域的光線打到特定的傳感器位置 ， 從而抑制畸變 。從上面的鏡頭剖切圖可以明顯發(fā)現(xiàn) ， 越靠近鏡頭后端的鏡片 ， 不同視場(chǎng)區(qū)域的光線束分得越開 ， 所以我們需要把自由曲面放在越靠后的鏡片效能越高 。
第二 ， 同時(shí)我們還有考慮到 ， 如果使用多個(gè)自由曲面鏡片的話 ， 兩個(gè)鏡片之間的所有面 ， 要實(shí)現(xiàn)point-to-point加工及對(duì)準(zhǔn)任務(wù) ， 幾乎是mission impossible!
基于前面兩點(diǎn) ， 我們就可以知道 ， 僅僅使用了一片自由曲面鏡片 ， 必然是最后一個(gè)鏡片 。
我們前面推算出華為Mate40 Pro+的廣角鏡頭視場(chǎng)角大約為127° ， 如果不使用自由曲面 ， 大概會(huì)有25%~27%的畸變 ， 使用了自由曲面鏡片之后畸變可以縮減到7%~9% ， 講數(shù)字可能大家沒多少感覺 ， 直接上圖 ， 看個(gè)美女養(yǎng)養(yǎng)眼 。
哎呦 ， 我發(fā)現(xiàn)這個(gè)美女周圍沒有比較明顯的特征 ， 不好對(duì)比畸變對(duì)拍照的變形程度啊 ， 我們?cè)贀Q一組圖片來看看：
對(duì)比下圖中左右兩個(gè)高層的彎曲程度 ， 25%的畸變降低到8%效果是非常明顯的 ， 我們可以直觀地感受到自由曲面對(duì)于去除畸變的提升作用是非常巨大的 。
【華為Mate40Pro+拍照評(píng)測(cè)，華為Mate40Pro+拍照好不好？】自由曲面的鏡頭的難度不在設(shè)計(jì)上 ， 由于自由曲面鏡片的邊緣用不到 ， 我們切成D-cut鏡片做出一些裝配用的對(duì)位特征 ， 也是可以解決裝配問題的 。鏡片的加工和成型是自由曲面鏡片的難點(diǎn) ， 像傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱表面 ， 只要在一個(gè)剖切角度上面型確認(rèn)OK就可以 ， 但是自由曲面需要確認(rèn)表面上的所有點(diǎn)都在設(shè)計(jì)允許的公差范圍內(nèi) ， 所以良率應(yīng)該沒有特別高 。隨著超精密加工設(shè)備和超精密檢測(cè)設(shè)備的不斷發(fā)展 ， 這些問題都將不是問題 ， 自由曲面在光學(xué)領(lǐng)域必然會(huì)越來越普及 。

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