能打电话的“望远镜”!如何选择一款潜望镜长焦手机?

性能、拍照、续航成为拉动智能手机发展的三驾马车。其中,以麒麟9000、骁龙888为代表的芯片,能赋予手机最澎湃的性能动力;新兴的120W快充技术足以弥补续航上的短板;随着“底层杀人”理念的推行,主摄像头成像质量也在不断攀升,但如何让智能手机“看得更远”却成了无数主摄像头功能手机的痛点,因为只有潜望镜长焦镜头才能让智能手机随时发挥“望远镜”的作用。

潜望镜镜头发展轨迹

在智能手机领域,潜望镜镜头最早可以追溯到华硕2015年底发布的ZenFone Zoom,但其潜望镜镜头具有可位移的多镜头模块,焦距可以在28 m到84 mm之间浮动,即可以进行1X~3X的光学变焦,属于“潜望镜变焦镜头”。

从2019开始,华为P30 Pro和OPPO Reno(十倍变焦版)在智能手机领域开始流行。与ZenFone Zoom的“潜望镜变焦镜头”相比,前者中的镜头都是固定的,因此它只能拍摄固定焦距的照片,但这也带来了更小的模块尺寸,可以放置在更薄的机身中。

如今,“潜望镜定焦镜头”已经成为市场主流,任何搭载这种镜头的手机至少可以获得相当于5X的光学变焦能力。

潜望镜镜头的结构之谜

传统手机镜头中,PCB、CMOS传感器、连接器、支架、红外滤光片、对焦电机、镜头组等部件都是垂直排列的。好处是可以将尺寸更大的传感器放在底层,通过更大的光输入充分发挥“碾压底层人”的优势。

然而,这种传统结构的缺陷也是显而易见的。镜头模组的厚度是固定的,必须缩小传感器的尺寸来增加焦距。所以1X主摄像头的焦距一般在20mm-25mm之间,这种垂直结构最多只能打造75mm左右的3X长焦镜头。

与传统的垂直镜头相比,潜望镜镜头最大的变化是将CMOS传感器竖立起来,主要内部元件由垂直改为水平排列,并在与镜头开口相对的位置增加了一组可以将光路弯曲90度的棱镜,光线从镜头射出,经棱镜反射90度后,再传输到下方的传感器。

这种设计的好处是可以将传统垂直镜头的Z轴高度(厚度)换算成X轴长度,在镜头模组厚度不变的情况下,轻松实现100mm以上的焦距,并获得等效的光学变焦能力。

但是潜望镜镜头也有先天的缺陷,就是光线折射的过程中必然会有一些损耗,这种横向结构的镜头模组在手机中占用的空间更大。在Z轴高度不变的情况下,仍然无法适配更大的CMOS传感器。市面上大部分潜望镜长焦镜头的传感器尺寸只有1/3.4英寸左右。

此外,潜望镜镜头的独特结构无法搭配更大的光圈。F/3.0起的光圈叠加了更小的传感器,会导致潜望镜镜头在暗光下成像质量较差,所以只适合在明亮的环境下拍摄远处的景物。

以vivo X60 Pro为例。当这款手机在夜间(或光线不好的情况下)拍摄5X变焦照片时,它不会启动潜望镜长焦镜头,而是让主相机以数字方式变焦5X。此时成像画面非常模糊。

但放大到10X时,即使光线较差,系统也会让潜望镜长焦镜头进行混合变焦,此时的成像画面会比在5X时更清晰。

其实其他品牌的相机逻辑也是一样的。潜望镜长焦镜头默认只在光线好的环境下工作,但变焦后不再受光线影响。

潜望镜长焦镜头的比例是多少?

潜望镜长焦镜头的物理结构注定了它难以匹配尺寸过大的CMOS传感器。历史上只有三星Galaxy S20 Ultra为其匹配了4800万像素传感器,大底为1/2.0英寸,但新上市的Galaxy S21 Ultra换成了10万像素的小底传感器,可见大底和潜望镜结构的矛盾暂时还是比较难解决的。

所以,至少在短期内,我们不要指望潜望镜长焦镜头能达到媲美主摄像头的成像质量,哪怕是和三年前的手机主摄像头相比。为此,对于潜望镜长焦镜头的发展路径很简单,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,通过增加潜望镜镜头的棱镜数量,对于240mm的焦距,可以多次反射光线,可以实现10X的等效光学变焦能力,是1棱镜潜望镜镜头的两倍。

但这种结构的潜望镜镜头也需要付出代价,那就是镜头光圈进一步降低到对环境光更敏感的F4.9。

此外,多通道反射会导致更容易抖动的问题,需要搭配更灵敏的OIS防抖模块,提高用户的拍摄率。

普及之路遥遥无期。

从2019到现在,潜望镜定焦镜头已经走过了两年的时间,相关产业链也比较成熟。

2020年4月,小米推出小米10青春版,首次将潜望镜长焦镜头推向2000元的普及价位。本来以为这会是这种镜头普及的契机,但时至今日潜望镜长焦镜头依然是少数高端旗舰的专利,比如小米11 Pro(4499元起)、小米65438。

以OPPO为例。上一代Find X2 Pro还标配了潜望镜长焦镜头。今年Find X3 Pro换成了普通的3X长焦镜头,远距离拍摄能力大打折扣。

今年唯一的好消息是摩托罗拉最新的edge s pro配备了骁龙870移动平台和5X潜望镜长焦镜头。2399元的起步价很有诚意。

希望未来智能手机的镜头(比如微距、景深、黑白)少一些,让这种更实用的潜望镜长焦镜头走进千家万户。

5X潜望镜长焦镜头通常可以实现50倍数码变焦,而10倍多反射潜望镜长焦镜头可以支持100倍甚至更高。

以下是部分配备潜望镜长焦镜头的手机的传感器规格:

摩托罗拉edge s pro

长焦镜头:800万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:126毫米

vivo X60 Pro

长焦镜头:800万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:135毫米

小米10至尊纪念版

长焦镜头:4800万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:122毫米

小米11 Pro

长焦镜头:800万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:120mm。

小米11超

长焦镜头:4800万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:120mm。

华为Mate 40 Pro

长焦镜头:654.38+02万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:125mm。

华为Mate 40 Pro+

长焦镜头:800万像素多重反射潜望镜长焦镜头。

等效焦距:240毫米

三星Galaxy S21 Ultra

长焦镜头:654.38+00万像素潜望镜长焦镜头。

等效焦距:240毫米