华为P50&小米MIX4&荣耀Magic3 各家均配置自由曲面镜头

华为P50

①50MP 主摄 ②40MP（f/1.6）原色黑白双主摄③13MP 超广角（f/2.2，自由曲面镜片）④64MP潜望长焦（f/3.5）

小米MIX4

①108MP主摄（HMX 有ois 7P镜头）②13MP自由曲面超广角 6P镜头③8MP潜望长焦镜头 有ois 5倍光学变焦

荣耀Magic3

5000万超大底主摄、6400万黑白摄像头以及1300万超广角镜头，荣耀Magic3 Pro还搭载了6400万潜望式长焦摄像头

下面谈谈自由曲面镜头：

在了解自由曲面镜头之前，我们需要先知道画面畸变是如何产生的。

首先要明确，镜头畸变是一种像差，对画面的清晰度并无影响。只是畸变的物体影响观感，也失去了真实度。

为什么会产生畸变现象呢？

我们知道，一枚镜头由若干个镜片（透镜）组成。光线经由各个透镜，最终到达传感器上，于是形成图像。

不过，透镜的放大率会随着光束和主轴间所成角度的变化，而随之改变。简单来说，当光线与主轴正交通过时，一般不会产生畸变。光线离主轴越远，通过时角度越大，畸变就会越明显。

几乎所有镜头都无法避免畸变。常见的畸变可分为两种：桶形畸变和枕型畸变。

顾名思义，桶形畸变会导致直线向边缘凸起，看起来像是一个酒桶，多见于广角镜头。比如我们用广角镜头合照时，常常会发生桶形畸变，导致非中心的人脸被拉伸变形，看起来胖了一圈。

▲ 左为桶形畸变示意，右为消除畸变后的样貌

畸变的产生，主要是镜片系统的放大率差异造成的。那么从物理层面改进镜片的设计，无疑是一种有效的解法。怎么改进呢？答案就是自由曲面设计。

▲自由曲面镜片的制造流程

实际上，自由曲面镜片不止应用在眼镜行业，与光学相关的医疗、投影、印刷扫描等领域也有使用。而光学照明领域的应用更为广泛，自由曲面设计可显著增强照明的均匀性。

从上面的描述可以看出，自由曲面镜片对减少像差，即减弱畸变，有极佳的效果。对于饱受超广角畸变困扰的手机厂商来说，无疑是一个值得借鉴的设计。不过，由于手机摄像头模组的体积有限，内部元器件堆叠复杂，所以对自由曲面镜片的设计与加工工艺，提出了很高的要求。

可以预测，当自由曲面镜片的成本降低，无论是主摄镜头还是长焦镜头，都有可能会应用上自由曲面技术。抑制畸变的同时，还有更多空间堆砌光学系统。