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随着9月份的到来，2020年新机器浪潮的后半段将正式开启，iPhone 12、小米10T Pro、Mate 40、一加8T等旗舰将开始流出大量新闻。看来我们只需要准备好待售的钱。不过，虽然下半年的配置已经确定，但各大厂商都在为明年的旗舰做着紧张的准备，尤其是在摄像方面。从供应链的智能来看，明年各大手机厂商都会在相机方面下大功夫，给粉丝带来惊喜。

在这些传言中，有一条新闻脱颖而出：华为将在下半年率先在Mate 40系列中使用液体镜头，以提高手机的摄像头性能。有消息称，未来华为P50系列也将以液体镜头技术为主要卖点。

这些传言虽然可信度不高，但也并非无中生有: 2020年4月，国家知识产权局批准华为液体透镜模块专利。华为在专利说明书中表示，该模块可以使驱动液体镜头的电机满足自动对焦、光学防抖等性能要求，同时提高电机在冲击、跌落等异常工况下的可靠性。

可见液体镜头将是华为摄影未来的研究方向，但液体镜头到底是什么？华为为什么要用？

手机变焦之困

众所周知，变焦距离是由相机（包括专业镜头）的光学变焦都是通过内部的镜组移动来完成的，镜头及其移动范围决定的。但是相比单反镜头的巨大尺寸，手机往往没有足够的空间进行变焦调整。其实早期手机的变焦功能是通过数字切割来弥补细节，这种方式通常被称为有损变焦。

为了解决手机的变焦问题，厂商们已经想尽了办法，比如增加镜头数量，或者干脆安装一个特殊的长焦镜头——，这就是双摄像头的由来。但即使是双镜头，手机能捕捉到的“原焦点片段”还是有限的，大部分场景还是需要通过有损缩放来解决。

当然也有头铁的厂家，三星就是其中之一。它提出了一个非常粗暴的方案，——，在手机上增加一个巨大的摄像头来赢得变焦空间。结果显示，三星的变焦手机Galaxy Zoom K在2014年实现了十倍无损光学变焦，但其形态在市场上并不流行。

在在大家都在疯狂添加摄像头的时候，2017年的MWC大会上，OPPO站了出来，提出了一个富有创意性的设计——潜望式变焦方案。,市场上所有支持5倍以上无损变焦的手机现在都采用了潜望镜变焦方案。说白了，潜望镜变焦就是“变厚度为宽度”。通过棱镜，将入射光水平放置，镜头组的移动极限从手机的厚度变为手机的宽度。

但到了今年，潜望式镜头也开始遇到瓶颈:今天的50倍变焦仍然依靠多个不同焦距的相机来完成有损变焦的“图像中继”；潜望镜相机最多只能给出十倍无损变焦。带有多个定焦相机的潜望镜镜头大大扩大了相机的尺寸，威胁到其他部件的生存空间。

为了使P40的变焦性能比P30提高一倍，达到100倍的数码变焦，华为专门对传统的潜望镜变焦进行了改造，在模块中放入了三组棱镜，光线折射五次后才到达传感器。虽然最终达到了100倍的目标，但是手机空间的利用已经到了极限。

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而且，潜望式变焦带来的光线衰减也是不可避免的，光通过的介质越多，光线的损耗就越大；除此之外，由于光路横置的原因，位于终点的传感器也从“躺着”变成了“竖着”，这反而限制了传感器的大小。今年火爆的“一亿像素传感器”，就不可能用在潜望式镜头上。

从上图iFixit的S20 Ultra拆解片段中可以看出，右后方一亿像素的镜头+传感器的体积已经和左后方的潜望式镜头体积相当，根本不可能给大面积传感器“横向”摆放的空间。事实上，当下的潜望式传感器顶多也只有1300万像素。

潜望式传感器虽然给我们带来了百倍变焦和十倍无损变焦，但它对于手机内部体积的挑战已经到了极限，只有切换赛道，才能给手机拍照带来新的可能。

液态镜头成未来？

传统变焦手段“走到头”的原因，就是因为多个固定镜头要进行前后推拉，如果镜片不出现移动，而是可以自己改变弧度，进而改变光路，那变焦难题不就迎刃而解了吗？

实际上，液态镜头的原理并不复杂，它比传统镜头更早的进入到我们的眼中——人眼之所以能无缝调节焦距，就是因为睫状肌在自动调整晶状体的弧度，人之所以近视的原因，也是因为睫状肌长期收缩导致的痉挛，肌肉无法正常舒张看清远方。

液态镜头的原理就是如此，通过电压改变液晶形成的镜片曲率，从而实现焦距变化（其实，LCD屏幕就是利用液晶加压改变旋转方向的特性，来让屏幕显示不同颜色）。2013年，人们已经将液态镜头做到了1厘米左右的大小，并能实现400焦段的清晰成像。

除了液晶之外，利用油和水的形变也能实现折射效果：通过施加电压，让油层形成凸透镜，产生聚光效果。不过从小雷找的资料来看，施加的电压普遍在50V—100V左右，在手机上实现的希望渺茫。

除了用液晶和油之外，液态镜头的探索方向也极为多样：利用液滴的高频振荡调整焦距、用挤压的办法直接调整液体曲率、利用液体对薄膜施加压力实现焦距调节……华为的专利其实并不算新奇，2010年，三星、索尼、佳能就有了液态镜头的相关专利，而液态镜头要上手机的传闻甚至可以追溯到2006年。

液态镜头的出现，很好的缓解了传统光学变焦过程中镜片所占的体积，尤其是在需要小型透镜的场合下——例如肠内镜，液态镜头发挥出了非常大的威力。加州大学就曾利用液态镜头，为病人做了胆囊切除术；液态镜头也已经被用在了微型扫码器上。

但在手机上，液态镜头的发展空间依然有限，不提改变液体曲率的方法能否在手机内部那小小空间内有效实现（利用高压、震荡），也不提它的高昂成本（工业用的液态镜头扫码器在500元左右），液态镜头的色散、畸变情况较为严重，光学特性大幅落后于当今的成熟镜组，在短时间内，我们恐怕见不到它的身影。

可以说，近几年层出不穷的“液态镜头”传闻，某种意义上也表达了人们对于液态镜头前景的看好：体积小、没有活动组件、变焦广。但理想虽美好，现实很骨感，从目前来看，变焦镜头依然是小众市场的贵客，很难适用于手机这般用途广阔的使用场景，小雷虽然支持各大手机厂商对液态镜头的研究，但也呼吁吃瓜群众保持冷静，耐心等候佳音就好。

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