追溯潛望式鏡頭的發(fā)展

在智能手機(jī)領(lǐng)域，潛望式鏡頭最早可以追溯到華碩于2015年底發(fā)布的ZenFoneZoom，只是它的潛望式鏡頭內(nèi)部采用了可以進(jìn)行位移的多鏡片模組（圖1），焦距可以在28m～84mm之間浮動(dòng)，也就是可以進(jìn)行1X～3X的光學(xué)變焦，屬于“潛望式變焦鏡頭”。

從2019年華為P30 Pro和OPPO Reno（十倍變焦版）開始，智能手機(jī)領(lǐng)域開始流行起了“潛望式定焦鏡頭”，和ZenFone Zoom的“潛望式變焦鏡頭”相比，前者內(nèi)部的鏡片都是固定的，只能進(jìn)行固定焦距的取景拍照，但也因此換來(lái)了更小的模組體積，可以安置在更輕薄的機(jī)身內(nèi)。時(shí)至今日，“潛望式定焦鏡頭”已經(jīng)成為了市場(chǎng)的主流，凡是搭配此類鏡頭的手機(jī)至少可以獲得等效5X光學(xué)變焦的能力。

潛望式鏡頭的結(jié)構(gòu)之謎

傳統(tǒng)的手機(jī)鏡頭，PCB電路板、CMOS傳感器、連接器、托架、紅外線濾光片、對(duì)焦馬達(dá)和鏡頭組等元器都是垂直排列，好處是可以在最下層安置更大尺寸的傳感器，通過(guò)更大的進(jìn)光量，充分發(fā)揮“底大一級(jí)壓死人”的優(yōu)勢(shì)。但這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺陷也很明顯，鏡頭模組的厚度是固定的，想增加焦距就必須縮小傳感器的尺寸，因此1X主攝的焦距普遍都在20mm～25mm之間，而這種垂直結(jié)構(gòu)最多也僅能打造出75mm左右的3X長(zhǎng)焦鏡頭。

潛望式鏡頭和傳統(tǒng)垂直鏡頭相比最大的改變就是將CMOS傳感器立了起來(lái)，內(nèi)部主要元器件從垂直改為了橫向排列，并在正對(duì)鏡頭開孔的位置增加了一組可將光路彎折90度的棱鏡（圖2），光線從鏡頭照射進(jìn)來(lái)經(jīng)過(guò)棱鏡90度反射之后，再傳導(dǎo)至底下的傳感器上。這種設(shè)計(jì)的好處是，可以將傳統(tǒng)垂直鏡頭的Z軸高度（厚度）轉(zhuǎn)化為X軸的長(zhǎng)度，在鏡頭模組厚度不變的情況下可以輕松實(shí)現(xiàn)超過(guò)100mm的焦距，獲得等效5X的光學(xué)變焦能力。

但是，潛望式鏡頭也存在先天缺陷，那就是光線折射過(guò)程中必然存在一定的耗損，而且這種橫向結(jié)構(gòu)的鏡頭模組對(duì)手機(jī)內(nèi)部空間的占用更大（圖3），在Z軸高度不變的情況下，依舊無(wú)法塞進(jìn)更大尺寸的CMOS傳感器，市面上絕大多數(shù)潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的傳感器尺寸都只有1/3.4英寸左右。此外，潛望式鏡頭的獨(dú)特結(jié)構(gòu)還無(wú)法搭配更大的光圈，F(xiàn)/3.0起步的光圈疊加更小的傳感器，將導(dǎo)致潛望式鏡頭在暗光下的成像質(zhì)量變差，因此它僅適合捕捉明亮環(huán)境下的遠(yuǎn)處風(fēng)景。

以vivo X60 Pro為例，這款手機(jī)在夜間（或光線不好時(shí)）進(jìn)行5X變焦拍照時(shí)，啟動(dòng)的并非是潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，而是讓主攝進(jìn)行5X數(shù)碼變焦，此時(shí)的成像畫面非常模糊（圖4）。但在放大到10X時(shí)，即使光線不佳系統(tǒng)也會(huì)讓潛望式長(zhǎng)焦鏡頭進(jìn)行混合變焦，此時(shí)的成像畫面反而比5X時(shí)更清晰（圖5）。實(shí)際上，其他品牌的拍照邏輯都是如此，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭默認(rèn)只在光線尚佳的環(huán)境下工作，但繼續(xù)變焦后就不再受光線影響了。

潛望式長(zhǎng)焦鏡頭比什么

潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的物理結(jié)構(gòu)，注定它很難搭配太大尺寸的CMOS傳感器，歷史上只有三星Galaxy S20 Ultra為其搭配了有可能是1/2.0英寸大底的4800萬(wàn)像素傳感器，但在最新上市的Galaxy S21 Ultra身上又換回了1000萬(wàn)像素的小底傳感器，可見大底與潛望式結(jié)構(gòu)的矛盾暫時(shí)還很難解決。

因此，至少在短期內(nèi)，我們不要指望潛望式長(zhǎng)焦鏡頭可以獲得媲美主攝的成像質(zhì)量，哪怕是與3年以前的手機(jī)主攝相比。因此，可供潛望式長(zhǎng)焦鏡頭選擇的發(fā)展之路就很簡(jiǎn)單了，那就是看得更遠(yuǎn)，拍得更亮。

以華為P40Pro+、Mate40Pro+和GalaxyS21Ultra為代表的手機(jī)，就通過(guò)增加潛望式鏡頭里棱鏡數(shù)量（圖6），讓光線經(jīng)過(guò)多次反射換來(lái)了240mm焦距，可以實(shí)現(xiàn)等效10X光學(xué)變焦的能力，比1組棱鏡的潛望式鏡頭翻了一倍。但是，這種結(jié)構(gòu)的潛望式鏡頭也需要付出代價(jià)，那就是鏡頭光圈進(jìn)一步縮小到F4.9，對(duì)環(huán)境光線更加敏感。此外，多路反射還會(huì)衍生出更容易抖動(dòng)的問(wèn)題，需要搭配更靈敏的OIS防抖模塊才能提高用戶的拍攝成片率。

普及之路遙遙

從2019 年至今，潛望式定焦鏡頭已經(jīng)走過(guò)了2個(gè)年頭，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈也相對(duì)成熟。2020年4月，小米推出了小米10青春版首次將潛望式長(zhǎng)焦鏡頭打入到了2000元普及價(jià)位，原本以為這將是此類鏡頭的普及契機(jī)，但時(shí)至今日潛望式長(zhǎng)焦鏡頭卻依舊是頂配旗艦的專利，距離普及卻依舊遙遙。希望在新的一年里，智能手機(jī)可以少一些拿來(lái)湊數(shù)的鏡頭（如微距、景深、黑白），讓這種更具實(shí)用性的鏡頭走進(jìn)千家萬(wàn)戶吧（圖7）。最后，我們?cè)賮?lái)盤點(diǎn)一下市售可以充當(dāng)“望遠(yuǎn)鏡”的手機(jī)們。

小米10青春版

5G頻段：n1、n41、n78、n79

屏幕：6.57英寸AMOLED（2400×1080像素）

處理器：高通驍龍765G

內(nèi)存/存儲(chǔ)：6GB LPDDR4X/64GB UFS3.1

前攝像頭：1600萬(wàn)像素

后攝像頭：4800萬(wàn)像素主攝+800萬(wàn)像素超廣角+微距+800萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：122mm

體積：164.02mm×74.77mm×7.88mm

電池/重量：4160mAh（22.5W）/192g

小米10青春版是目前最便宜的配備了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的手機(jī)，如今售價(jià)更是已經(jīng)跌破了1900元，入手門檻更低。但是，用現(xiàn)在的眼光來(lái)看它的配置已經(jīng)有些落伍了，屏幕刷新率只有60Hz，處理器還停留在驍龍765G，快充功率也沒(méi)超過(guò)30W，單就“望遠(yuǎn)鏡”這么一個(gè)賣點(diǎn)很難說(shuō)服消費(fèi)者買單，現(xiàn)在只能寄希望于小米11系列的青春版可以延續(xù)潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的設(shè)計(jì)了。

榮耀30 Pro

5G頻段：n1、n3、n41、n77、n78、n79

屏幕：6.57英寸OLED（2340×1080像素，90Hz）

處理器：麒麟990 5G

內(nèi)存/存儲(chǔ)：8GB LPDDR4X/128GB UFS2.1

前攝像頭：3200萬(wàn)+800萬(wàn)像素

后攝像頭：4000萬(wàn)像素主攝+1600萬(wàn)像素超廣角+800萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：125mm

體積：160.32mm×73.61mm×8.38mm

電池/重量：4000mAh（40W）/186g

榮耀30 Pro也是一員老將，它主打90Hz刷新率且有著70°曲率的超曲面飛瀑屏，麒麟990 5G的性能并不落伍，186g的重量也相對(duì)輕盈。這款產(chǎn)品的主攝采用了特色的RYYB傳感器，疊加125mm焦距的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，在拍照表現(xiàn)方面極為搶眼，個(gè)人感覺(jué)其綜合表現(xiàn)還要在最新的榮耀V40之上。

vivo X60 Pro

5G頻段：n1、n3、n28A、n41、n77、n78、n79

屏幕：6.56英寸AMOLED（2376×1080像素，120Hz）

處理器：三星Exynos 1080

內(nèi)存/存儲(chǔ)：12GB LPDDR4X/256GB UFS3.1

前攝像頭：3200萬(wàn)像素

后攝像頭：4800萬(wàn)像素主攝+1300萬(wàn)像素超廣角+800萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：135mm

體積：158.57mm×73.24mm×7.59mm

電池/重量：4200mAh（33W）/178g

vivo X60 Pro是一款非常重視影像表現(xiàn)的新品，它采用了蔡司和微云臺(tái)構(gòu)成的影像系統(tǒng)，疊加潛望式長(zhǎng)焦鏡頭可以勝任更多拍攝場(chǎng)景。同時(shí)，Exynos 1080移動(dòng)平臺(tái)、120Hz刷新率、240Hz觸控采樣率和專業(yè)Hi-Fi芯片的組合在提供澎湃性能之余，還進(jìn)一步改善了它的顯示、操控和視聽能力。

小米10至尊紀(jì)念版

5G頻段：n1、n3、n41、n78、n79

屏幕：6.67英寸AMOLED（2340×1080像素，120Hz）

處理器：高通驍龍865

內(nèi)存/存儲(chǔ)：8GB LPDDR5/128GB UFS3.1

前攝像頭：2000萬(wàn)像素

后攝像頭：4800萬(wàn)像素主攝+1200萬(wàn)像素人像+2000萬(wàn)像素超廣角+4800萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：122mm

體積：162.38mm×75.04mm×9.45mm

電池/重量：4500mAh（120W有線/50W無(wú)線）/221.8g

雖然小米11憑借驍龍888實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的性能，但就綜合體驗(yàn)而言，小米手機(jī)中的最強(qiáng)音還是這款小米10至尊紀(jì)念版，它可選更具科技感的透明版外殼，主打時(shí)下最高的120W有線快充技術(shù)，還支持高達(dá)50W的無(wú)線充電功能，只是221g的體重略有壓手感。如果你不著急買手機(jī)，還可以關(guān)注一下小米11 Pro或小米MIX系列的新品，它們將接過(guò)至尊紀(jì)念版的衣缽，在高端市場(chǎng)貢獻(xiàn)力量。

OPPO Find X2 Pro

5G頻段：n1、n3、n5、n7、n28A、n40、n41、n77、n78、n79

屏幕：6.7英寸OLED（3168×1440像素，120Hz）

處理器：高通驍龍865

內(nèi)存/存儲(chǔ)：12GB LPDDR5/256GB UFS3.0

前攝像頭：3200萬(wàn)像素

后攝像頭：4800萬(wàn)像素主攝+4800萬(wàn)像素超廣角+1300萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：170mm

體積：165.2mm×74.4mm×8.8mm

電池/重量：4260mAh（65W）/207g

OPPO Find X2 Pro采用了支持120Hz顯示的QHD+曲面屏幕，色彩表現(xiàn)堪稱一流，IP68防塵防水能力也能讓我們更安心地在海邊玩耍。這款產(chǎn)品的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭擁有170mm的等效焦距和F3.0光圈，可以拍得更遠(yuǎn)，由驍龍865領(lǐng)銜的硬件依舊具備旗艦級(jí)的性能動(dòng)力。當(dāng)然，如果你追求更好的性能，也可以關(guān)注即將發(fā)布的Find X3系列，其中的Pro版大概率也會(huì)沿用潛望式長(zhǎng)焦鏡頭。

華為Mate 40 Pro

5G頻段：n1、n3、n28、n38、n40、n41、n77、n78、n79、n80、n84

屏幕：6.76英寸OLED（2772×1344像素，90Hz）

處理器：麒麟9000

內(nèi)存/存儲(chǔ)：8GB/128GB

前攝像頭：1300萬(wàn)+3D深感攝像頭

后攝像頭：5000萬(wàn)像素主攝+2000萬(wàn)像素電影+1200萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：125mm

體積：162.9mm×75.5mm×9.1mm

電池/重量：4400mAh（66W有線/50W無(wú)線）/212g

華為Mate 40 Pro采用了曲面更大的飛瀑屏，支持IP68級(jí)防塵防水在設(shè)計(jì)上極具辨識(shí)度，麒麟9000移動(dòng)平臺(tái)和徠卡鏡頭的組合，無(wú)論是性能還是影像實(shí)力都堪稱是Android手機(jī)領(lǐng)域的標(biāo)桿。同時(shí)，這款產(chǎn)品支持更豐富的5G頻段，以及單電芯設(shè)計(jì)下的最高66W快充技術(shù)，只是由于眾所周知的原因，Mate40 Pro的供貨一直不是很充足，6499元起的售價(jià)也談不上便宜。

華為Mate 40 Pro+

5G頻段：n1、n3、n28、n38、n40、n41、n77、n78、n79、n80、n84

屏幕：6.76英寸OLED（2772×1344像素，90Hz）

處理器：麒麟9000

內(nèi)存/存儲(chǔ)：12GB/256GB

前攝像頭：1300萬(wàn)+3D深感攝像頭

后攝像頭：5000萬(wàn)像素主攝+2000萬(wàn)像素電影+1200萬(wàn)像素3X長(zhǎng)焦+800萬(wàn)像素多反射潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：240mm

體積：162.9mm×75.5mm×8.8mm

電池/重量：4400mAh（66W有線/50W無(wú)線）/230g

作為Mate 40 Pro系列的“+”版，這款手機(jī)進(jìn)一步強(qiáng)化了鏡頭素質(zhì)，不僅增加了單獨(dú)的3X長(zhǎng)焦鏡頭，潛望式鏡頭也升級(jí)為多次反射的版本，原生支持10X光學(xué)變焦。在華為P50系列發(fā)布之前，Mate 40Pro+的成像能力幾乎無(wú)人能敵。

三星Galaxy S21 Ultra

5G頻段：n1、n28、n41、n78、n79

屏幕：6.8英寸AMOLED（3200×1440像素，120Hz）

處理器：高通驍龍888

內(nèi)存/存儲(chǔ)：12GB LPDDR5/256GB UFS3.1

前攝像頭：4000萬(wàn)像素

后攝像頭：1200萬(wàn)超廣角+1000萬(wàn)像素3X長(zhǎng)焦+3D深感+1000萬(wàn)像素潛望式長(zhǎng)焦鏡頭

等效焦距：240mm

體積：165.1mm×75.6mm×8.9mm

電池/重量：5000mAh（25W有線/15W無(wú)線）/227g

三星Galaxy S21 Ultra也是目前少有的采用多次反射潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的旗艦手機(jī)，而且它也支持IP68級(jí)別的防塵放水，并搭配有額外的3X長(zhǎng)焦鏡頭，可以帶來(lái)更順滑的變焦能力。這款產(chǎn)品的特色還表現(xiàn)在第二代Dynamic AMOLED屏幕上，它支持10Hz～120Hz動(dòng)態(tài)可變刷新率，分辨率更高，5000mAh大電池也具備更好的續(xù)航潛力。可惜，S21Ultra的充電技術(shù)相對(duì)落伍，不像是2021年度旗艦應(yīng)有的水平。