能打电话的“望远镜”!潜望式长焦手机如何选?

CFan 电脑爱好者 2021-08-09 09:13产品 标签:望远镜 手机

性能、拍照和续航,已经成为了鞭策智能手机发展的三驾马车。其中,以麒麟9000和骁龙888为代表的芯片可以给予手机最澎湃的性能动力;逐渐兴起的120W快充技术足以弥补续航方面的短板;在“底大一级压死人”理念的贯彻下,主摄成像的品质也在节节攀升,但如何让智能手机“看得更远”,却成为了无数主打拍照功能的手机的痛点,因为只有潜望式长焦镜头,才能让智能手机随时扮演好“望远镜”的角色。

追溯潜望式镜头的发展

在智能手机领域,潜望式镜头最早可以追溯到华硕于2015年底发布的ZenFone Zoom,只是它的潜望式镜头内部采用了可以进行位移的多镜片模组,焦距可以在28m~84mm之间浮动,也就是可以进行1X~3X的光学变焦,属于“潜望式变焦镜头”。

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从2019年华为P30 Pro和OPPO Reno(十倍变焦版)开始,智能手机领域开始流行起了“潜望式定焦镜头”,和ZenFone Zoom的“潜望式变焦镜头”相比,前者内部的镜片都是固定的,只能进行固定焦距的取景拍照,但也因此换来了更小的模组体积,可以安置在更轻薄的机身内。

时至今日,“潜望式定焦镜头”已经成为了市场的主流,凡是搭配此类镜头的手机至少可以获得等效5X光学变焦的能力。

潜望式镜头的结构之谜

传统的手机镜头,PCB电路板、CMOS传感器、连接器、托架、红外线滤光片、对焦马达和镜头组等元器都是垂直排列,好处是可以在最下层安置更大尺寸的传感器,通过更大的进光量,充分发挥“底大一级压死人”的优势。

但这种传统结构的缺陷也很明显,镜头模组的厚度是固定的,想增加焦距就必须缩小传感器的尺寸,因此1X主摄的焦距普遍都在20mm~25mm之间,而这种垂直结构最多也仅能打造出75mm左右的3X长焦镜头。

潜望式镜头和传统垂直镜头相比最大的改变就是将CMOS传感器立了起来,内部主要元器件从垂直改为了横向排列,并在正对镜头开孔的位置增加了一组可将光路弯折90度的棱镜,光线从镜头照射进来经过棱镜90度反射之后,再传导至底下的传感器上。

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这种设计的好处是,可以将传统垂直镜头的Z轴高度(厚度)转化为X轴的长度,在镜头模组厚度不变的情况下可以轻松实现超过100mm的焦距,获得等效5X的光学变焦能力。

但是,潜望式镜头也存在先天缺陷,那就是光线折射过程中必然存在一定的耗损,而且这种横向结构的镜头模组对手机内部空间的占用更大,在Z轴高度不变的情况下,依旧无法塞进更大尺寸的CMOS传感器,市面上绝大多数潜望式长焦镜头的传感器尺寸都只有1/3.4英寸左右。

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此外,潜望式镜头的独特结构还无法搭配更大的光圈,F/3.0起步的光圈叠加更小的传感器,将导致潜望式镜头在暗光下的成像质量变差,因此它仅适合捕捉明亮环境下的远处风景。

以vivo X60 Pro为例,这款手机在夜间(或光线不好时)进行5X变焦拍照时,启动的并非是潜望式长焦镜头,而是让主摄进行5X数码变焦,此时的成像画面非常模糊。

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但在放大到10X时,即使光线不佳系统也会让潜望式长焦镜头进行混合变焦,此时的成像画面反而比5X时更清晰。

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实际上,其他品牌的拍照逻辑都是如此,潜望式长焦镜头默认只在光线尚佳的环境下工作,但继续变焦后就不再受光线影响了。

潜望式长焦镜头比什么

潜望式长焦镜头的物理结构,注定它很难搭配太大尺寸的CMOS传感器,历史上只有三星Galaxy S20 Ultra为其搭配了有可能是1/2.0英寸大底的4800万像素传感器,但在最新上市的Galaxy S21 Ultra身上又换回了1000万像素的小底传感器,可见大底与潜望式结构的矛盾暂时还很难解决。

因此,至少在短期内,我们不要指望潜望式长焦镜头可以获得媲美主摄的成像质量,哪怕是与3年以前的手机主摄相比。为此,可供潜望式长焦镜头选择的发展之路就很简单了,那就是看得更远,拍得更亮。

以华为P40 Pro+、Mate 40 Pro+和Galaxy S21 Ultra为代表的手机,就通过增加潜望式镜头里棱镜数量,让光线经过多次反射换来了240mm焦距,可以实现等效10X光学变焦的能力,比1组棱镜的潜望式镜头翻了一倍。

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但是,这种结构的潜望式镜头也需要付出代价,那就是镜头光圈进一步缩小到F4.9,对环境光线更加敏感。

此外,多路反射还会衍生出更容易抖动的问题,需要搭配更灵敏的OIS防抖模块才能提高用户的拍摄成片率。

普及之路遥遥

从2019年至今,潜望式定焦镜头已经走过了2个年头,相关的产业链也相对成熟。

2020年4月,小米推出了小米10青春版首次将潜望式长焦镜头打入到了2000元普及价位,原本以为这将是此类镜头的普及契机,但时至今日潜望式长焦镜头却依旧是少数高端旗舰的专利,比如小米今年新出的小米11 Pro(4499元起)和小米11 Ultra(5499元起)都不便宜,主打性价比的Redmi还没接过潜望式长焦镜头的衣钵。

以OPPO为例,上代Find X2 Pro还标配潜望式长焦镜头,到了今年的Find X3 Pro却换成了普通的3X长焦镜头,远距离拍摄能力大幅下降。

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今年唯一的好消息是,摩托罗拉最新推出的edge s pro在搭载骁龙870移动平台之余,也搭配了5X潜望式长焦镜头,2399元的首发价格极具诚意。

希望在未来的一段时间里,智能手机可以少一些拿来凑数的镜头(如微距、景深、黑白),让这种更具实用性的潜望式长焦镜头走进千家万户吧。

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5X潜望式长焦镜头通常可实现50X数码变焦,10X多反射潜望式长焦镜头则支持100X甚至更高

以下是部分配备潜望式长焦镜头手机的传感器规格:

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摩托罗拉 edge s pro

长焦像头:800万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:126mm

vivo X60 Pro

长焦像头:800万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:135mm

小米10至尊纪念版

长焦像头:4800万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:122mm

小米11 Pro

长焦像头:800万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:120mm

小米11 Ultra

长焦像头:4800万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:120mm

华为Mate 40 Pro

长焦像头:1200万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:125mm

华为Mate 40 Pro+

长焦镜头:800万像素多反射潜望式长焦镜头

等效焦距:240mm

三星Galaxy S21 Ultra

长焦镜头:1000万像素潜望式长焦镜头

等效焦距:240mm

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