1. SPIDER'S WEB
  2. Foto
  3. Tech

Płynna soczewka w smartfonie Xiaomi już za kilka dni. Początek rewolucji w świecie fotografii?

Płynna soczewka w smartfonie Xiaomi już za kilka dni
117 interakcji
dołącz do dyskusji

Zastąpienie szkła płynem w aparacie brzmi jak technologia przyszłości z filmów fantastyczno-naukowych. Tymczasem to nie przyszłość, a teraźniejszość, a już na dniach zobaczymy Xiaomi Mi Mix - pierwszego smartfona z płynną soczewką w aparacie.

Firma Xiaomi właśnie pokazała krótki film promocyjny o nadchodzącym smartfonie Xiaomi Mi Mix. Nie dowiadujemy się z niego za wiele o samym urządzeniu, ponieważ całość jest skupiona na aparacie fotograficznym. A dokładniej - na specjalnej płynnej soczewce. 

Płynna soczewka w aparacie smartfona Xiaomi Mi Mix ma mieć możliwość zmiany właściwości optycznych płynu. W praktyce oznacza to, że będziemy mogli zmieniać ogniskową oraz punktu ostrości w jednym, niewielkim aparacie. To wielka, wręcz rewolucyjna zmiana. 

W klasycznym obiektywie znajduje się zestaw szklanych, precyzyjnie wykonanych soczewek o określonym kształcie i rozmiarach, od których zależą ich możliwości optyczne. Podczas zmiany ogniskowej (jeśli mówimy o obiektywie typu zoom) oraz ustawianiu ostrości moduł autofocusu porusza soczewki względem siebie.

Są różne drogi, aby aparat w smartfonie miał możliwość wykorzystywania różnych ogniskowych.

Pierwsza, która już w zasadzie nie jest wykorzystywana, to zastosowanie klasycznego obiektywu typu zoom. Niestety, przy obecnym rozwoju technologii wiąże się to z zastosowaniem wielu różnych soczewek ułożonych w linii poziomej. Kiedy dołożymy do tego system stabilizacji oraz silnik zmiany ogniskowej, robi się wielki i ciężki moduł, który wystaje ze smartfona. To melodia przeszłości sprzed kilku lat. 

Samsung K Zoom z 2014 roku, czyli pierwsze (nieudane) próby zastosowania obiektywu zoom w smartfonach.

Drugie rozwiązanie to aparat peryskopowy, który jest już stosowany w wielu modelach. Polega to na tym, że w module znajduje się malutki pryzmat, który odbija światło i kieruje je na matrycę.

Aparat Minolta DiMAGE X z peryskopowym obiektywem trafił na rynek już w 2002 roku. Był wtedy najbardziej kompaktowym aparatem z zoomem optycznym.

Matrycę, która jest ułożona bokiem do tafli obiektywu. Pomiędzy pryzmatem a sensorem znajdują się jeszcze soczewki odpowiedzialne za zmianę przybliżenia. W ten sposób uzyskujemy możliwość zmiany ogniskowej optycznie, a dzięki pionowej konstrukcji moduł nie wystaje. To rozwiązanie stosowane już od 2015 r. chociaż na szerszą skalę dopiero od ok. dwóch lat. 

Aparat peryskopowy w smartfonie Oppo pokazany w lutym 2019 r.

Jeszcze innym popularnym rozwiązaniem jest stosowanie kilku osobnych aparatów w jednym smartfonie, jak np. w Samsungu Galaxy S21. Pomimo że producenci mówią wtedy o zastosowaniu aparatów z zoomem, to jednak nie jest to prawda. Mamy tam po prostu kilka matryc, a do każdej dopasowany osobny, stałoogniskowy obiektyw. Zoom polega na możliwości swobodnej regulacji ogniskowej, tymczasem tu mamy zmianę z np. 25 mm na 50 mm. Oprogramowanie w smartfonach oczywiście sprawia, że taka zmiana wygląda na płynną, ale w rzeczywistości to marketingowa ściema. 

Postęp w tej dziedzinie jest wielki. Jeszcze kilka lat temu, smartfony oferowały jeden obiektyw, zazwyczaj szerokokątny, a o przyzwoitym przybliżeniu mogliśmy tylko pomarzyć. Obecnie najlepsze aparaty na rynku oferują aparaty z wielkim przybliżeniem i całkiem rozsądną jakością. Wciąż jednak nie są to rozwiązanie idealne czy chociaż optymalne. Każde ma jakieś wady - czy to wielkość i wagę, czy konieczność stosowania kilku matryc. 

Soczewka płynna ma zupełnie zmienić sposób tworzenia aparatów w smartfonach.

Płynna soczewka może być brakującym ogniwem w aparatach smartfonów. O ile oczywiście nie jest to tylko kolejna marketingowa ściema ze strony Xiaomi, bo obecnie nie wiemy za wiele w kwestii tego, jak chiński producent zamierza zastosować tę technologię w praktyce w nowym Mi Mix. 

Na animacji widać, że na przedniej części modułu znajduje się elastyczna membrana, która może zmienić zakrzywienie. Głębiej ulokowane są soczewki i matryca aparatu. Jak dokładnie jest zbudowany ten moduł? Przekonamy się już 29 marca. Póki co Xiaomi obiecuje, że nowy aparat jest w stanie wykonywać zarówno zdjęcia makro, jak i spore przybliżenia.

O płynnych soczewkach w smartfonach słyszeliśmy już wcześniej. Zostały one wynalezione już w 1995 r., a od kilku lat mówi się o nich dużo częściej w kontekście wykorzystania konsumenckiego.

W zeszłym roku Marcin pisał, że Huawei pracuje nad płynnymi soczewkami w aparacie już od dłuższego czasu. Sama technologia nie jest też zupełną nowością, bowiem płynne soczewki stosuje się już od jakiegoś czasu w urządzeniach przemysłowych.

Zazwyczaj wygląda to tak, że płynna soczewka jest wykonana z dwóch płynów o różnych gęstościach, a jej kształt jest regulowany poprzez zmiany natężenia prądu.

Dlaczego płynne soczewki to wielka zmiana?

Płynne soczewki w smartfonach mogą dać wiele korzyści i zastąpić układy z wieloma soczewkami. Oczywista korzyść to ograniczenie rozmiaru i masy całego moduły fotograficznego poprzez zastąpienie kilku soczewek jedną oraz wykorzystanie mniejszej liczby części mechanicznych. Takie układy powinny być dodatkowo bardziej odporne na upadki i uderzenia.

Do tego producenci mogą stosować jedną matrycę, a nie kilku różnych. To spore uproszczenie z marketingowego punktu widzenia, ale także potencjalnie możliwość wykorzystywania większych matryc o wyższej jakości obrazu, jak chociażby 1-calowe sensory. Poza tym taka soczewka mogłaby sprawić, że osobny sensor TOF (do wykrywania głębi) nie będzie już potrzebny.