潛望鏡頭這次火了 告訴你它的一些秘密

    上周我寫了一篇有關索尼感光元件家族的解析文章，對當前市面主流的幾款索尼CMOS進行了梳理。文章後的點讚數達到了將近300個，非常感謝大家的支持，而點了不喜歡的3位朋友也請放心，我未來會帶來更生動活潑且可讀性強的攝影科普文章，希望屆時你能投下點讚票。

    從MWC 2017開展前手機攝影圈子就被OPPO搶鏡，因為它們成功在西班牙推出了5倍無損變焦技術。我今天的文章並不願多談這一技術本身，因為不管是廠商的公關稿還是包括中關村在線在內的各路媒體已經把這個技術解析了個遍。我今天來換個角度，跟大家聊聊OPPO5倍無損變焦基於的潛望式鏡頭究竟是怎麼一回事。

潛望鏡頭這次火了 告訴你它的一些秘密

    在人們的潛意識裡手機攝像頭似乎只能實現數碼變焦，即使國外在十幾年前就已經有光學變焦手機，可大多數國人還是這樣認為。其實也包括我在內，我第一部手機是聯想的功能機，型號早就忘掉，2005年購買，攝像頭只有30萬像素，不要說變焦就連正常拍攝出來的照片幾乎都沒有保存價值。

 
當年我的手機（諾基亞6300）和我買不起的手機（諾基亞N93i）

    2008年我購買了諾基亞6300，這是一部有200萬像素攝像頭的功能機，在當時已經不算落伍。用它拍出來的不少照片至今還在我的電腦F盤裡保存，不過我也知道雖然它有數碼變焦功能，但強行拉伸像素的結果就是照片完全不可用，而當時諾基亞最知名的一款光學變焦手機——N93i我在鞍山的線下體驗店摸過多次，但買不起。

全球首款光變手機——夏普V602SH

    事實上在我羨慕著諾基亞N93i的三倍光學變焦之時，早在4年前的2004年5月，日本廠商夏普就已經推出了全球首款光學變焦手機——夏普V602SH。202萬像素的CCD感光元件配上2倍光學變焦的潛望式鏡頭，配置不可謂不強大。所以有的時候說日本掌握影像核心科技一點都不為過。

    後來不管國內和海外的廠商其實都有陸續發布過一些支持光學變焦的手機，而在鏡頭組的設計上則出現了兩種選擇，一部分借鑑了絕大多數卡片機的理念使用伸縮式鏡頭，另一部分借鑑了少數卡片機的理念使用了潛望式鏡頭。

    伸縮式鏡頭大家都熟悉吧？就是早年的卡片相機上常見的變焦方式，關機或者不使用拍照功能的時候鏡頭縮在機身裡你看不出，當撥動變焦杆的時候鏡頭組是從機身伸出去的。伸縮式鏡頭的優勢在於以下幾點：

    1.伸縮式鏡頭由於拍攝時鏡頭是伸出相機/手機的，所以廣角端不容易出現光線遮擋的問題，視角相對可以做得開闊。

    2.伸縮式鏡頭通常可以做到5倍以上的大變焦倍率，甚至現在佳能在售的一些卡片機可以做到40倍的超遠攝變焦。

支持10倍光變的三星K Zoom（伸縮鏡頭）

    而不足之處在於：

    1.伸縮式鏡頭由於需要伸出的設計特性，在長焦距拍攝的時候機身容易造成不穩定，長焦端圖像容易因抖動模糊。

    2.伸縮式鏡頭防塵性能一般，鏡頭內相對容易進灰，另外電動馬達的故障率相對較高。

    3.使用伸縮式鏡頭的相機/手機厚度難以控制，普遍無法做到纖薄。

    而潛望式鏡頭是利用折射鏡在機身內驅動鏡片橫向或縱向變焦的，索尼在卡片相機領域使用這一技術比較多。比如我貼的索尼TX55卡片機剖面圖，可以看出它的光路是在通過前鏡組後被向下折射，最終在感光元件上成像的。

索尼TX55卡片相機剖面圖（右側為其潛望式光學結構）

    潛望式鏡頭的優勢在於：

    1.內變焦的設計使得光學變焦在機身內部完成，拍攝時沒有對相機/手機本身的長度造成影響，因此長焦端拍攝相對穩定。

    2.潛望式鏡頭由於變焦模組封閉在機身內，因此如果願意的話，可以做到一定程度的防塵放水。像佳能的PowerShot D系列一直都是佳能唯一的潛望式卡片機，擁有其它卡片機不具備的防水功能。

    3.由於把光路從水平折射成了垂直，這樣相當於讓光學系統與機身實現了平行設計，機身厚度可以大幅減小。比如前面提過的索尼TX55卡片機，5倍光學變焦的機身厚度只有12.2mm，大小跟一張名片差不太多，如果是伸縮式鏡頭那絕對做不出這樣的厚度。

佳能D30是一款潛望式鏡頭三防卡片機

    但潛望式鏡頭自然也有它的弱項，表現在：

    1.因為光學結構的限制，潛望式鏡頭基本上不具備很大的光圈，而且變焦速度和伸縮式鏡頭也有差距。

    2.潛望式鏡頭的變焦倍數基本限制在5倍，承載不了大變焦鏡頭。

支持3倍光變的華碩鷹眼一代（潛望鏡頭）

    這幾年來光學變焦手機逐漸多了起來，就像我先面說的，兩種鏡頭理念的產品都有。比如三星S4 Zoom和K Zoom就是典型的伸縮式鏡頭，可以承載10倍光學變焦。而像早年的三星G810、諾基亞N93i到最近的華碩鷹眼和鷹眼3就用的是潛望式鏡頭。

    現在把話題拉回開頭的OPPO身上，OPPO發布的5倍無損變焦技術——無損我做了加粗處理，目前看來是一次非常成功的營銷策略。OPPO迴避了「光學變焦」這個詞，用無損變焦取代。事實上從OPPO放出的鏡頭剖面圖看，雙攝當中的一個鏡頭雖然採用了確定無疑的潛望式結構，但似乎少了變焦所需要的電動馬達，那這樣的話它事實上也是一枚等效焦距較長但固定的鏡頭。嚴謹的措辭可以避免漏洞，所以這就是為什麼華碩用了光學變焦而蘋果、華為在內的其它廠商不使用光學變焦這個詞的原因。

華碩鷹眼一代的潛望式光學變焦鏡頭模組

OPPO 5倍無損變焦鏡頭模組渲染圖

    不過換個角度，即便不是光學變焦，但OPPO能在智慧型手機上做出5倍無損變焦的效果也已經不容易了，畢竟iPhone 7 Plus的雙焦距變焦只有2倍而已。而且我前面已經提到過，索尼TX55幾乎用了洪荒之力才在12.2mm的機身內放進了真正的5倍光學變焦，這個厚度對卡片機來說幾乎是岡本001的存在，但放在智慧型手機身上顯然還是太厚了。所以如果把這個難題強加在OPPO身上也確實顯得有點不公平。

索尼TX55

如此纖薄的卡片機很少見，但作為手機還是厚了

    潛望式鏡頭對手機來說當然不是新鮮事物，從十幾年前的夏普到現在的OPPO，幾乎不斷線地出現在手機行業。當然對這樣一個古老的設計人們可以構思出N種新玩法，OPPO這次的5倍無損變焦就是一次比較出彩的玩法。說實話我還蠻期待搭載這一技術的OPPO真機儘快面世，我也挺想體驗體驗的。

    文章到這裡就要結束了，如果你對手機攝影方面有什麼想了解的，歡迎在下面的留言區發表看法，我會挑選大家關心的問題在未來的日子裡一一解答。如果不嫌棄的話，求為這篇文章點個讚，不勝感激。

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