多攝像頭手機已經(jīng)成為現(xiàn)在智能手機的標配，由于采取了傳統(tǒng)設計，多攝像頭設計會限制手機的焦距，使得長焦凸輪變焦難以超過2倍。潛望式鏡頭通過將鏡片橫向排列，借助特殊的光學棱鏡，讓光射入鏡頭組，實現(xiàn)成像。這樣的設計也不會使手機變得很厚。更重要的是，潛望式鏡頭可以讓圖像變得更加穩(wěn)定。
潛望式鏡頭為高倍變焦必經(jīng)之路，惟搭載機型仍有限
潛望式鏡頭最先于華碩ZenFone Zoom上搭載，華碩與HOYA合作，打造具有雙步進式馬達搭配4枚非球面鏡片、4枚玻璃鏡片與雙棱鏡，3倍光學變焦，12倍數(shù)位變焦。
▲華碩ZenFone Zoom，source：華碩
由于光線經(jīng)過稜鏡反射會損失進光量，而華碩ZenFone Zoom需要兩次折射，加上潛望式鏡頭的光圈較小，玻璃鏡頭制造較為困難等，使得當時潛望鏡僅于華碩手機搭載，并未普及到其他智能型手機。
2019年華為再次于智能型手機搭載潛望式鏡頭，并達成5倍光學變焦、10倍混合光學變焦、50倍數(shù)位變焦的變焦效果，相較于2019年未搭載潛望式鏡頭的智能型手機僅能達成2～3倍的光學變焦，的確具有優(yōu)勢存在。
▲華為P30 Pro，source：華為
惟2019年全年度僅華為P30 Pro、OPPO Reno 10倍變焦版及vivo X30 Pro共3款機型搭載，搭載機型數(shù)不如預期，不過2020年2月Samsung Galaxy S20 Ultra上也搭載潛望式鏡頭，可達成4倍光學變焦、10倍混合光學變焦、100倍數(shù)位變焦，也讓潛望式鏡頭不再只是陸系品牌手機廠商專屬。
目前潛望式鏡頭僅為定焦鏡頭，無法自由調(diào)整倍率
雖然自2019～2020年3月為止，已有5支智能型手機搭載潛望式鏡頭，并達到至少4倍以上的光學變焦能力，但這些已量產(chǎn)的智能型手機所搭載之潛望式為定焦鏡頭，即變焦倍率是固定的，主要系這種潛望式鏡頭的鏡片擺放位置已經(jīng)固定，并未搭載馬達，無法借由改變鏡片位置達成不同的變焦倍率。
▲OPPO Reno 10倍變焦版，source：OPPO
以OPPO Reno 10倍變焦版為例，10倍的混合光學變焦是依靠潛望式鏡頭、主鏡頭與超廣角鏡頭3顆合作達成，成像并非潛望式鏡頭單獨實現(xiàn)，因此照片會出現(xiàn)畫素損失。
vivo APEX 2020則打造新型潛望式鏡頭，強調(diào)能達到5～7.5倍的連續(xù)光學變焦，并非定焦鏡頭，中間焦段不用再透過數(shù)位裁切方式達成。
▲vivo APEX 2020，source：vivo
APEX 2020系透過4個鏡片組，前后兩個鏡片組固定，由中間的兩組鏡片改變位置達成不同變焦焦段。不過，一旦使用變焦鏡頭，由于改變倍率需移動鏡片組，將大幅增加拍照等待時間，使消費者使用不便。
最近也有聲音說2022年至少有一款iPhone機型將配備潛望式鏡頭。據(jù)了解，iPhone當前最大可達到2倍光學變焦和10倍數(shù)字變焦。光學變焦可保持圖像放大時的拍攝質(zhì)量，而數(shù)碼變焦會造成一些模糊。
在行業(yè)仍以3x、5x光學變焦為主流的今天，華為率先發(fā)布10x光學變焦可以說是再次引領(lǐng)手機攝影。
手機作為體積小且集成度高的科技產(chǎn)品，想要留出支持10x光學變焦的光路設計可以說是非常困難的事情。
華為P40 Pro+是如何實現(xiàn)的呢？
官方解釋是通過多反射潛望式超長焦結(jié)構(gòu)，通過5次反射延長光路，光程比上一代潛望式長焦提升178%。這也是華為獨創(chuàng)的新技術(shù)，并已申請專利。
看似簡單的文字總結(jié)背后卻是不簡單的技術(shù)。通過結(jié)構(gòu)示意圖能看出光路的軌跡變化，相比上一代可謂復雜很多。
多次折射實現(xiàn)延長光路，另一個要克服的難點就是多次折射后光路畸變的問題，這對模組內(nèi)反射鏡組裝平面的精度控制提出極高要求。
難度有多高？其實最大的難度在于沒有歷史技術(shù)案例可供借鑒，對開拓者來說一切都需要自己摸索。
從華為相機團隊了解到，經(jīng)過多套方案的不斷測試與優(yōu)化，最終將光路折射的精度控制在約30納米。
比喻成用戶更可感知的數(shù)據(jù)，大約就是人類頭發(fā)絲直徑的兩千分之一。可想而知這樣的技術(shù)難度，尤其是還要考慮到量產(chǎn)的問題。
10x光學變焦的難度還遠不止解決光路這一個問題，更長的光路讓鏡頭“看”的更遠，但能否拍的清楚還有一項關(guān)鍵要素就是對焦。
目前手機中的長焦鏡頭對焦普遍比主攝略慢，尤其是拍運動物體很容易失焦，華為P40 Pro+是如何解決這一問題呢？答案是滑槽式AF長壽命馬達。
為了不干擾復雜的光路設計，長焦鏡頭的馬達只能設計在反射鏡的后面。
和光路設計時遇到的問題相似，在沒有任何借鑒方案的情況下經(jīng)過多番驗證，最終工程師選用的是滑槽式承載方式，搭配極強的磁力與精密杠桿結(jié)構(gòu)，精巧地平衡了前端的反射鏡負載。
同時采用優(yōu)異的潤滑材料，使馬達能夠高穩(wěn)定、高精度地移動反射鏡，實現(xiàn)自動對焦功能。
據(jù)悉這套馬達系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)百萬次的測試和極端環(huán)境的考驗，擁有足夠長的使用壽命。華為也為這套模組獨特的對焦馬達申請了專利。
華為并未公布這套10x光學變焦的解決方案的研發(fā)成本，但一定是不低的。
不過巨額投入的結(jié)果就是給手機攝影推到全新的高度。盡管10x光學變焦剛剛亮相，但已經(jīng)預定2020年手機攝影上的最大突破，這種突破就好比當年超級夜景的出現(xiàn)，會再次推動整個行業(yè)手機攝影的快速發(fā)展。
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