ஸ்மார்ட்போன்களில் ஆப்டிகல் ஜூம் கேமரா உற்பத்தி தொழில்நுட்பம்

ஸ்மார்ட்போன்களில் ஆப்டிகல் ஜூம் கேமரா உற்பத்தி தொழில்நுட்பம்

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், ஸ்மார்ட்போன் கேமராக்கள் வேகமாகப் பரிணாம வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன. ஒரு காலத்தில் தொலைபேசிகள் ஒரு எளிய ஒற்றை லென்ஸை மட்டுமே நம்பியிருந்த நிலையில், இப்போது பல தொலைபேசிகள் பல கேமராக்கள், பெரிய சென்சார்கள், மேம்பட்ட படச் செயலாக்கம் மற்றும் ஒரு காலத்தில் தொழில்முறை கேமராக்களில் மட்டுமே காணப்பட்ட அம்சங்களுடன் வருகின்றன. மிகவும் உற்சாகமான கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்று ஆப்டிகல் ஜூம் ஆகும்—இது டிஜிட்டல் ஜூம் போல விவரங்களை வெகுவாக இழக்காமல் ஒரு படத்தை பெரிதாக்கும் திறன். ஆனால், ஸ்மார்ட்போன் போன்ற மெல்லிய சாதனத்தில் ஆப்டிகல் ஜூமை வழங்குவது எளிதான காரியம் அல்ல. இந்தக் கட்டுரை, ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள ஆப்டிகல் ஜூம் கேமராக்களின் பின்னணியில் உள்ள தொழில்நுட்பத்தை, ஒளியியல் கோட்பாடுகள் மற்றும் லென்ஸ் வடிவமைப்பு முதல் பெரிஸ்கோப் இயக்கமுறைகள் மற்றும் நிலைப்படுத்தல், உற்பத்திச் சவால்கள் வரை ஆராய்கிறது.

1. ஆப்டிகல் ஜூம் மற்றும் டிஜிட்டல் ஜூம் பற்றிய புரிதல்

ஒளியியல் உருப்பெருக்கம் என்பது, வில்லைக் கூறுகளைப் பயன்படுத்தி குவிய நீளத்தை மாற்றுவதன் மூலம் உருப்பெருக்கத்தை அடைவதாகும். ஒளி உணரியை அடைவதற்கு முன்பு இயற்பியல் ரீதியாக "உருப்பெருக்கப்படுவதால்", படத்தின் தரம் உயர்வாகவே இருக்கிறது: நுணுக்கங்கள் சிறப்பாகப் பாதுகாக்கப்படுகின்றன, இரைச்சல் சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, மற்றும் கூர்மை மிகவும் சீராக உள்ளது.

இதற்கு மாறாக, டிஜிட்டல் ஜூம் என்பது சென்சாரில் இருந்து பெறப்படும் படத்தின் ஒரு பகுதியை வெட்டிப் பெரிதாக்கி, பின்னர் ஒரு அல்காரிதத்தைப் பயன்படுத்தி அதை மேம்படுத்துகிறது. இதில் கூடுதல் ஒளியியல் தகவல்கள் எதுவும் சேர்க்கப்படாததால், இதன் விளைவு, குறிப்பாக அதிக உருப்பெருக்கங்களில், பெரும்பாலும் மங்கலாகவோ அல்லது பிக்சலேட்டடாகவோ தோன்றும்.

எனவே, பயனர்கள் தர இழப்பின்றி தொலைவிலிருந்து புகைப்படங்களை எடுக்க ஏதுவாக, ஸ்மார்ட்போன் உற்பத்தியாளர்கள் டெலிஃபோட்டோ லென்ஸ்களையும் (2x–3x) மற்றும் பெரிஸ்கோப் அமைப்புகளையும் (5x–10x) வழங்குவதில் போட்டி போடுகின்றனர்.

2. முக்கியக் குறிப்பு: குவிய நீளம் மற்றும் ஸ்மார்ட்போன் தடிமன் வரம்புகள்

பாரம்பரிய கேமராக்களில், ஆப்டிகல் ஜூம் செய்வதற்கு லென்ஸை முன்னும் பின்னுமாக நகர்த்துவதற்குப் போதுமான இடம் தேவைப்படுகிறது. DSLR அல்லது மிரர்லெஸ் கேமராக்கள் தடிமனான உடலமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால், லென்ஸ் கூறுகளுக்கு இடையிலான தூரத்தை மாற்றுவதில் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையை அனுமதிக்கின்றன.

ஸ்மார்ட்போன்கள் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சவாலை எதிர்கொள்கின்றன: இடம் மிகவும் குறைவாக உள்ளது (பொதுவாக சுமார் 7–9 மிமீ தடிமன்). அதிக ஒளியியல் உருப்பெருக்கத்தை அடைய, நீண்ட குவிய நீளம் தேவைப்படுகிறது—ஆனால் அந்தக் குவிய நீளத்திற்கும் அதிக இடம் தேவைப்படுகிறது. இங்குதான் நவீன ஒளியியல் பொறியியல் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது.

3. ஸ்மார்ட்போன் ஜூம் அணுகுமுறைகள்: நிலையான டெலிஃபோட்டோ மற்றும் மாறும் ஜூம்

பொதுவாக, ஆப்டிகல் ஜூம் வழங்குவதற்கு இரண்டு வழிகள் உள்ளன:

1. நிலையான டெலிஃபோட்டோ (நிலையான உருப்பெருக்கம்)
பல ஸ்மார்ட்போன்கள் 2x அல்லது 3x போன்ற நிலையான உருப்பெருக்கம் கொண்ட டெலிஃபோட்டோ கேமராக்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இதைச் செயல்படுத்துவது எளிதானது, ஏனெனில் மாட்யூல் ஜூம் வரம்பு முழுவதும் நகர வேண்டியதில்லை; அது குவியப்படுத்தினால் மட்டும் போதும்.

2. மாறுபடும் ஆப்டிகல் ஜூம் (உண்மையான ஜூம்)
குவிய நீளத்தை மாற்றுவதற்கு நகரக்கூடிய லென்ஸ் உறுப்பு தேவைப்படுவதால் இது மிகவும் சிக்கலானது. சில பிரீமியம் ஸ்மார்ட்போன்கள் இதைச் செயல்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன (எ.கா., 3,5x–7x வரம்பு), ஆனால் இயந்திரவியல், விலை மற்றும் நீடித்துழைப்பு தொடர்பான சவால்கள் காரணமாக இதன் எண்ணிக்கை இன்னும் குறைவாகவே உள்ளது.

4. பெரிஸ்கோப் தொழில்நுட்பம்: ஸ்மார்ட்போனுக்குப் பொருந்தும் வகையில் ஒளிப் பாதைகளை வளைத்தல்

ஸ்மார்ட்போன்களில் அதிக ஆப்டிகல் ஜூமிற்கான மிகவும் பிரபலமான கண்டுபிடிப்பு பெரிஸ்கோப் கேமரா ஆகும். அதன் கொள்கை:

ஸ்மார்ட்போனின் பின்புற லென்ஸிலிருந்து ஒளி உள்ளே நுழைகிறது.
– பின்னர் அது ஒரு பட்டகம் அல்லது கண்ணாடியால் (பொதுவாக ஒரு பட்டகம்) 90 பாகைக்குப் பிரதிபலிக்கப்படுகிறது.
அதன்பிறகு, ஒளி ஸ்மார்ட்போனின் தடிமன் வழியாகச் செல்லாமல், அதன் உடலுக்கு இணையாக (கிடைமட்டமாக) பயணிக்கிறது.

ஒளிப் பாதையை மடிப்பதன் மூலம், உற்பத்தியாளர்கள் ஃபோனின் தடிமனை அதிகரிக்காமல் நீண்ட டெலிஃபோட்டோ லென்ஸ் வரிசையைச் சேர்க்க முடியும். இதனால்தான் பெரிஸ்கோப்புகளால் 5x முதல் 10x வரையிலான ஆப்டிகல் ஜூமை அடைய முடிகிறது.

பெரிஸ்கோப்பின் முக்கிய கூறுகள்:
– உயர்தர முப்பட்டகம்/கண்ணாடி: கூர்மையையும் ஒளி வேறுபாட்டையும் குறைக்காத வகையில் துல்லியமாக இருக்க வேண்டும்.
– டெலிஃபோட்டோ லென்ஸ் அமைப்பு: பொதுவாக பல பிளாஸ்டிக் மற்றும்/அல்லது கண்ணாடி பாகங்களைக் கொண்டிருக்கும்.
– சென்சார்: மாட்யூல் இடம் குறைவாக இருப்பதால், பெரும்பாலும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட சென்சார் அளவு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– குவியம் மற்றும் நிலைப்படுத்தல் அமைப்பு: இது மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் அதிக உருப்பெருக்கத்தில் சிறிய அதிர்வுகள்கூட பெரிதாகத் தெரியும்.

5. லென்ஸ் வடிவமைப்பு: ஒளியியல் கூறுகளின் பொருட்கள் மற்றும் அமைப்பு

ஒரு ஸ்மார்ட்போனில் ஆப்டிகல் ஜூம் லென்ஸை உருவாக்குவது என்பது பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு ஆப்டிகல் அமைப்பை வடிவமைப்பதாகும்:
– மையத்திலும் விளிம்புகளிலும் கூர்மையான,
– குறைந்தபட்ச சிதைவு,
– மிகக் குறைந்த நிற விலகல் (வண்ண விளிம்புப் பிறழ்ச்சி),
– பிரகாசமாகவே இருக்கும் (துளை போதுமான அளவு பெரியது),
மேலும், இது மெல்லியதாகவும் அதிர்ச்சி தாங்கக்கூடியதாகவும் உள்ளது.

லென்ஸ் பொருள்
பெரும்பாலான ஸ்மார்ட்போன் லென்ஸ்கள் ஆப்டிகல் பாலிமர் பிளாஸ்டிக்கைப் பயன்படுத்துகின்றன, ஏனெனில் அது எடை குறைவானது, விலை மலிவானது மற்றும் அதிகத் துல்லியத்துடன் எளிதில் வார்க்கக்கூடியது. இருப்பினும், பிரீமியம் டெலிஃபோட்டோ/பெரிஸ்கோப் மாட்யூல்களுக்காக, சில உற்பத்தியாளர்கள் ஒளி ஊடுருவலை மேம்படுத்தவும் சிதைவைக் குறைக்கவும் கண்ணாடித் தனிமங்கள் அல்லது சிறப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

கூறுகளின் ஏற்பாடு
டெலிஃபோட்டோ லென்ஸ்கள் பொதுவாக பல கோள வடிவமற்ற கூறுகளைக் கொண்டிருக்கும். கோள வடிவமற்ற கூறுகள் குறைவான கூறுகளுடன் பிறழ்ச்சிகளைக் குறைக்க முடியும்—இது இடத்தைச் சேமிப்பதற்கு இன்றியமையாதது.

6. தானியங்கு குவியம்: VCM மற்றும் நவீன குவியத் தொழில்நுட்பம்

ஃபோகஸ் வேகமாகவும் துல்லியமாகவும் இருந்தால் மட்டுமே ஆப்டிகல் ஜூம் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள ஃபோகஸ் அமைப்புகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்துவது:

– VCM (வாய்ஸ் காயில் மோட்டார்): இது லென்ஸைக் குவியப்படுத்த நகர்த்தும் ஒரு சிறிய மின்காந்த அடிப்படையிலான மோட்டார் ஆகும்.
– டூயல் பிக்சல் PDAF அல்லது குவாட் பிக்சல் PDAF: விரைவான ஃபோகஸுக்காக ஃபேஸைக் கண்டறிய உதவும் சென்சார் தொழில்நுட்பம்.
– லேசர் ஆட்டோஃபோகஸ் (சில மாடல்களில்): இருண்ட சூழல்களிலோ அல்லது அருகிலுள்ள பொருள்களிலோ தூரங்களை விரைவாக அளவிட உதவுகிறது.

டெலிஃபோட்டோ கேமராக்களில், புல ஆழம் குறுகலாக இருக்கக்கூடும் என்பதாலும், சிறிய அதிர்வுகள் எளிதில் புலப்படுவதாலும், தானியங்கு குவியம் மிகவும் துல்லியமாக இருக்க வேண்டும்.

7. ஆப்டிகல் ஜூமில் OIS: நிலைப்படுத்துதல் மிகவும் கடினம்

நீண்ட குவிய நீளங்களில், முக்கியப் பிரச்சனை கை நடுக்கம் ஆகும். அதனால்தான் டெலிஃபோட்டோ/பெரிஸ்கோப் தொகுதிகள் பெரும்பாலும் OIS (ஒளியியல் பட நிலைப்படுத்தல்) அம்சத்தைக் கொண்டுள்ளன.

இரண்டு பொதுவான அணுகுமுறைகள் உள்ளன:
– லென்ஸ்-ஷிஃப்ட் OIS: அதிர்வுகளை ஈடுசெய்வதற்காக லென்ஸ் கூறுகள் நகர்த்தப்படுகின்றன.
– சென்சார்-ஷிஃப்ட் OIS: சென்சார் நகர்த்தப்படுகிறது (இது பெரிய கேமராக்களில் மிகவும் பொதுவானது, இப்போது சில ஸ்மார்ட்போன்களிலும் தோன்றத் தொடங்கியுள்ளது).

பெரிஸ்கோப்புகளைப் பொறுத்தவரை, குறுகிய இடம் மற்றும் 'மடிக்கப்பட்ட' ஒளிப் பாதை காரணமாக OIS மிகவும் சவாலானது. அதன் இயந்திர அமைப்பு மிகவும் துல்லியமாகவும், தாக்கத்தைத் தாங்கக்கூடியதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

8. உற்பத்தி செயல்முறை: சிறிய அளவில் உயர் துல்லியம்

ஒரு ஸ்மார்ட்போன் ஆப்டிகல் ஜூம் மாட்யூலைத் தயாரிப்பதில் பல முக்கியமான செயல்முறைகள் அடங்கியுள்ளன:

1. லென்ஸ் உறுப்பு அச்சிடுதல்/உற்பத்தி
பிளாஸ்டிக் பாகங்கள் துல்லியமான ஊசி வார்ப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி வார்க்கப்படுகின்றன. கண்ணாடியைப் பொறுத்தவரை, அரைத்தல் மற்றும் மெருகூட்டுதல் உள்ளிட்ட செயல்முறை மிகவும் சிக்கலானது.

2. எதிரொளிப்புத் தடுப்புப் பூச்சு
உள் பிரதிபலிப்புகளைக் குறைக்கவும், மாறுபாட்டை அதிகரிக்கவும் ஒரு மெல்லிய பூச்சு பூசப்படுகிறது; பிரதிபலிப்புகள் அதிகமாக இருக்கக்கூடிய பெரிஸ்கோப் அமைப்புகளில் இது மிகவும் முக்கியமானது.

3. தொகுதி பொருத்துதல் (சீரமைப்பு)
இது ஒரு முக்கியமான படிநிலை. லென்ஸ், பிரிசம் மற்றும் சென்சார் ஆகியவை மைக்ரோமீட்டர் துல்லியத்துடன் சீரமைக்கப்பட வேண்டும். மிகச்சிறிய பிழை கூட கூர்மையைக் குறைத்து, உருக்குலைவை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

4. தொழிற்சாலை அளவுத்திருத்தம்
பொருத்திய பிறகு, அந்த மாட்யூல் ஃபோகஸ், OIS, சிதைவு, விக்னெட் மற்றும் வண்ணப் பண்புகளுக்காக அளவுத்திருத்தம் செய்யப்படுகிறது. இந்த அளவுத்திருத்தத் தரவு, நிகழ்நேரத் திருத்தத்திற்காக கேமரா மென்பொருளால் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

9. முக்கிய சவால்கள்: அதிக ஜூமில் ஒளி, இரைச்சல் மற்றும் தரம்

ஆப்டிகல் ஜூம் விவரங்களை அதிகரித்தாலும், அது சில சவால்களையும் கொண்டுவருகிறது:

– டெலிஃபோட்டோ/பெரிஸ்கோப் லென்ஸ்களில் சிறிய துளை: பொருந்துவதற்காக, இந்த லென்ஸ்கள் பிரதான கேமராக்களில் உள்ளதை விட பெரும்பாலும் குறுகிய துளைகளைக் கொண்டுள்ளன. இதனால் குறைவான ஒளியே உள்ளே அனுமதிக்கப்படுவதால், இரவு நேரப் புகைப்படம் எடுப்பது மிகவும் கடினமாகிறது.
– சிறிய சென்சார் அளவு: டெலிஃபோட்டோ மாட்யூல்கள் பெரும்பாலும் பிரதான கேமராவை விட சிறிய சென்சார்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
– விளிம்பு விளைவு மற்றும் பிறழ்ச்சி: சிறிய வடிவமைப்புகளில், பிறழ்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துவது மிகவும் கடினம்.
– கேமரா மாற்றம்: பயனர் 1x முதல் 3x வரை ஜூம் செய்யும்போது, ​​ஃபோனானது பிரதான அல்லது டெலிஃபோட்டோ கேமராவைத் தேர்ந்தெடுத்து, பின்னர் கலப்புச் செயலாக்கத்தைச் செய்யும்.

இந்தக் குறைபாடுகளைச் சமாளிக்க, உற்பத்தியாளர்கள் பின்வருவனவற்றைச் சார்ந்துள்ளனர்:
– பல புகைப்படங்களை ஒன்றிணைத்தல்
– சூப்பர் ரெசொலூஷன்,
– செயற்கை நுண்ணறிவு மூலம் இரைச்சலை நீக்குதல்
– HDR ,
மற்றும் ஹைப்ரிட் ஜூம் (ஒருங்கிணைந்த ஆப்டிகல் + இன்டெலிஜென்ட் க்ராப்).

10. எதிர்காலம்: உண்மையான தொடர் உருப்பெருக்கம் மற்றும் மெல்லிய வடிவமைப்புகள்

வரும் காலங்களில் உருவாகக்கூடிய போக்குகள் பின்வருமாறு:
– பரந்த வரம்புடன் கூடிய தொடர்ச்சியான ஆப்டிகல் ஜூம்,
– அதிக ஒளிமிக்க பெரிஸ்கோப் தொகுதி (பெரிய துளை),
– வலுவான OIS,
– பெரிய டெலிஃபோட்டோ சென்சார்,
அத்துடன், அதிக செயல்திறன் மிக்க மடிக்கப்பட்ட ஒளியியல் லென்ஸ் வடிவமைப்பும்.

மேலும், அதிகமான உற்பத்தியாளர்கள் ஒளியியல் திறன்களைக் கணக்கீட்டுச் செயலாக்கத்துடன் இணைப்பார்கள்: இதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் ஜூம், லென்ஸை மட்டும் சார்ந்திருக்காது, மாறாக விவரங்களை மிகவும் இயல்பான முறையில் 'நிரப்பும்' மென்பொருளின் நுண்ணறிவையும் சார்ந்திருக்கும்.

முடிவுரை

ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள ஆப்டிகல் ஜூம் கேமராக்களின் தொழில்நுட்பம் என்பது ஆப்டிகல் இன்ஜினியரிங், துல்லியமான இயந்திரவியல் மற்றும் கணக்கீட்டுப் புகைப்படம் எடுத்தல் ஆகியவற்றின் ஒரு கலவையாகும். ஒரு மெல்லிய அமைப்பில் அதிக ஆப்டிகல் உருப்பெருக்கத்தை வழங்குவதற்காக, உற்பத்தியாளர்கள் நிலையான டெலிஃபோட்டோ வடிவமைப்புகள், பெரிஸ்கோப் இயக்கமுறைகள் (மடிக்கப்பட்ட ஆப்டிக்ஸ்), சிறிய ஆஸ்பெரிக்கல் லென்ஸ்கள், வேகமான ஆட்டோஃபோகஸ் மற்றும் துல்லியமான ஆப்டிகல் இமேஜ் ஸ்டெபிலைசேஷன் (OIS) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றனர். ஒளி மற்றும் இடத்தின் சவால்கள் இருந்தபோதிலும், புதுமைகள் தொடர்ந்து முன்னேறி, ஸ்மார்ட்போன் கேமராக்களை பிரத்யேக கேமராக்களின் திறன்களுக்கு நெருக்கமாகக் கொண்டு வருகின்றன—அவற்றை எப்போதும் உங்கள் பாக்கெட்டில் வைத்திருக்கும் வசதியுடனும்.

நீங்கள் விரும்பினால், பெரிஸ்கோப் மற்றும் சாதாரண டெலிஃபோட்டோ ஒப்பீடு, 5x/10x மாட்யூல் கட்டமைப்பின் எடுத்துக்காட்டுகள், அல்லது மினி சிஸ்டம்களில் உள்ள குவிய நீளம் மற்றும் துளை சூத்திரங்கள் குறித்த கூடுதல் தொழில்நுட்ப விளக்கங்கள் போன்ற சிறப்புப் பகுதிகளை என்னால் சேர்க்க முடியும்.