潜望镜镜头组最高能做到几倍光学变焦？
文/小伊评科技
大家其实弄错了一个概念，手机上所有的摄像头本质上都是定焦镜头，手机之所以能够实现类似于照相机上的变焦功能其实都是由不同的摄像头共同协作完成的。
我们以华为P40pro+为例，这是目前手机市场上唯一一款支持10倍光学变焦的手机。
它的摄像头体系是由一枚主摄，一枚支持等效3X光学定焦的长焦镜头，一枚超广角镜头以及一枚支持10X光学定焦的潜望式摄像头模组以及一枚TOF深感镜头所共同构成，大家应该注意到了华为PPP拥有两枚长焦镜头，其中那枚10倍光学镜头只有在用户打开10X光变的选项之后才会被调用，其他时候其实都是没有任何作用的，具体来说一下手机变焦的过程：
当用户切换到2X变焦的时候，系统会调用主摄然后进行画面裁切实现(也就是数码变焦)；当用户调整到3X变焦的时候系统会调用那枚支持3X光学定焦的镜头进行成像(光学定焦，效果更出色)；当用户调用4－9X变焦的时候华为则都是利用主摄+3X长焦画面合成而来(说白了也是数码变焦)，只有在用户调节到10X光学变焦的时候系统才会调用那枚10X的潜望式摄像头。
也就是说，目前手机上的潜望式摄像头只是一枚定焦镜头，并不具备变焦的能力，只有消费者打开特定的变焦焦段时才会调用这颗镜头。
好了，在解释完定焦和变焦的区别之后，我们再来谈一谈目前手机行业实现高倍变焦的难点和痛点。
想要实现高倍数的变焦，说白了就是要增加镜头和CMOS传感器之间的物理距离，也就是焦距，一颗摄像头的焦距越大也就意味着可以获取更远位置的图像信息。所以大家可以看到，在单反镜头上的长焦镜头基本上都是长枪大炮，拍的越远的镜头长度越长，目的就是为了增加物理焦距。
但是在手机上却有一个问题，因为手机的厚度不可能无限制的增加，如果想要利用和相机上类似的解决方案的话，摄像头模组就会过于凸起，如下图所示，这是三星曾经发布过Galaxy K zoom手机，厚度十分感人，这都不能说是手机了，应该说是一个搭载安卓系统的照相机(但是确实是手机历史上真正具备镜头变焦的手机没有之一)
首先，长焦镜头会遇到什么问题。镜片模组屈光度一定的情况下，随着焦距变长，这个像距会拉长，也就是镜片模组到成像原件的物理距离。通常手机里镜头到成像原件是垂直于手机屏幕的，也就是像距小于手机厚度。现在的手机发展趋势是轻薄化，手机厚度一降再降，所以在没有潜望镜镜头前，手机摄像头焦距都不大。
潜望镜镜头，最大的改变，就是在光路中家入了一个棱镜，将光路偏折90度，这样，成像原件不用堆叠在镜头下方，而是可以利用手机纵向空间布置，这样相当于拉大了像距。这样，出现了等效160mm的长焦镜头，对比手机的广角镜头（等效焦距大约20-28mmm），大概是5倍光学焦距。
如果要问最大能做到多大？我个人觉得，5倍差不多了，近几年不会有大的突破，最多做到长焦镜头等效200m焦距。潜望镜式镜头，光路偏折后，可以利用手机纵向空间布置成像原件，目前看好像原件距离还不大，还可以拉长，那么这样是不是就可以进一步增加焦距呢？那么除了像距以外，还要考虑光圈这个参数。我们知道，光圈值等于镜头口径除以焦距，那么焦距越长，要想做到同样的光圈，镜头的直径就要越大，但是潜望镜镜头有个致命的弱点，就是光路偏转以后，有一部分镜片是垂直屏幕安装的，也就是说，这一部分镜片的直径，最大不能超过手机厚度。这样就导致潜望镜镜头模组光学孔径不能加大，这时候加大焦距，就会导致等效光圈的下降，一般来说，任何镜头最佳成像光圈都是一定范围的，比如佳能红圈镜头，最佳成像光圈通常是最大光圈减4档，那么过了这个最佳成像光圈范围，随着光圈缩小，成像效果越来越差。所以潜望镜镜头模组的焦距也不是可以无限增长的，这会导致等效光圈下降从而引起成像效果急剧恶化，这是目前的物理定律导致的局限，无法突破。
另外，随着焦距的变长，手机的抖动会等效放大，导致成像模糊不清。事实上，就目前市场上几款长焦手机，比如P30 Pro ，reno10倍变焦版等，等效160mm长焦端，都有光学防抖，还是抖得厉害，不上脚架的话根本无法保证成像质量。手机店进行长焦展示时也是配合脚架进行的。普通人用手机拍照，最大的优势就是方便快捷，谁没事整天带个脚架到处跑？所以进一步开发更大焦距的镜头，在手机应用场景上确实没有必要。厂家也不会有多大的研[_a***_]情。
