前不久iPhone 12系列發佈，果粉們都在拿到手之後迎來了各種期待和“意料之外”的功能配置。事實上，每年各大廠新品拍照方面的提升，都是網友們頗為關注的焦點——於是在發佈結束後，蘋果在超長焦鏡頭上始終兵馬未動的姿態，直接淪為了一個槽點。
不過，據韓媒DigiTimes等報道，蘋果已經在考慮為未來的iPhone開發獨特的“潛望式鏡頭”，從而強化iPhone的光學變焦功能。
可以預見的是，如果後續的iPhone產品能夠搭載潛望式變焦鏡頭，那麼將帶來比現在更高的變焦倍數和焦距。
那目前的狀況是怎麼樣的呢？
以當前的技術而言，潛望式鏡頭的確是手機長焦拍攝的最佳解決方案。
2014年，蘋果就已經申請了與潛望鏡鏡頭技術有關的專利。但據報道稱，由於競爭對手三星擁有幾項重要的潛望式鏡頭專利，蘋果在開發自己的潛望相機系統時就遇到了瓶頸。
據悉，2019年，三星收購了以色列的Corephotonics公司，從而獲得了這些專利。在其所有的知識產權中，Corephotoinics公司擁有一項專利，該專利覆蓋了一種據稱對潛望式鏡頭開發至關重要的“球型致動器”技術。
（Corephotonics潛望式鏡頭的立體演示圖）
由於擁有這些專利，三星成為了開發潛望式鏡頭的少數幾家公司之一，並在其Galaxy S20 Ultra上使用了這項技術，它搭載了108MP的後置主攝和100倍數字變焦的潛望式變焦鏡頭。
而恰恰iPhone的變焦能力一直被視為其拍照的一大短板，屢屢被大眾詬病。比如，DXOMark就在iPhone 12 Pro Max評測中一針見血地挑明：這款新機拍照最薄弱的環節就在於：遠攝功能不足。
如今，在無法設計出自己的潛望式鏡頭這一困局下，不少行業人士預測——蘋果可能會尋求直接從三星購買這種相機技術。
不過，一些業內人士認為，這樣的交易不太可能發生。三星可能會拒絕向蘋果提供Periscope相機，以保持其Galaxy系列智能手機的競爭優勢。
因此，蘋果還可能會找到另一種方法來實現未來iPhone的光學變焦目標。正如一些分析師指出的那樣，這可能意味著要與其他公司合作。如果真的是這樣的話，可能這個功能推出還得再等好一陣子。
更值得注意的或許還有一點：天風國際分析師郭明錤曾發佈報告稱，iPhone可能會在2020年使用特殊的潛望鏡相機鏡頭，可以提供比目前iPhone上更好的光學變焦性能，並表示兩家鏡頭供應商Semco和舜宇光學將分別在2020下半年和2021年進入蘋果鏡頭供應鏈。
無論如何，種種跡象表明：蘋果對潛望式鏡頭這一塊顯然是很在意的，而且未來iPhone搭載這一拍照配置，也是順理成章的事。
潛望式鏡頭是什麼？為何如此受歡迎？
潛望鏡鏡片，顧名思義，就是用鏡子在很小的體積內實現更高的光學變焦。而潛望式鏡頭是一種像潛望鏡一樣折射光線的相機，其最特別之處在於：鏡頭和傳感器水平放置而不是垂直放置。
潛望式鏡頭能夠提供高倍率的光學變焦，而不影響智能手機的厚度。簡單來說，就是幫你實現“將超長鏡頭塞進薄薄的手機裡”。
潛望式鏡頭會自動摺疊成一個緊湊和堅固的存儲包裝。鏡頭和快門連接到鏡頭板上，鏡頭板通過一個不透光的摺疊風箱連接到相機的機身上。當相機完全展開時，它提供了正確的對焦距離。潛望式鏡頭的主要優點是，當相機摺疊存儲時，其物理尺寸與膠片尺寸的比例達到極佳。
光學變焦是由鏡頭和圖像傳感器之間的距離決定的。更長的焦距可以實現更高的放大率的光學變焦。
然而，由於相機模塊的厚度不利於智能手機的設計，目前的相機模塊結構通常會將傳感器和圖像傳感器垂直堆疊在一起，因此增加光學變焦的放大率就會面臨限制。
這就是為什麼攝像頭在智能手機中如此“脫穎而出”的原因。
像潛望鏡一樣的摺疊相機結構已經成為一種替代方法。
它不是將傳感器和圖像傳感器垂直疊加，而是通過稜鏡折射光線，並將鏡頭和圖像傳感器水平放置。這種結構已經開始受到工業界的青睞，因為它解決了攝像頭模組凸起的問題，並有助於增加光學變焦的放大倍率。
從蘋果申請的專利來看，潛望式鏡頭通過反射手機內部的鏡面光線，然後通過另一個更小的鏡頭，這個鏡頭可以移動到離傳感器更近或更遠的地方，從而放大光線，從而實現更大的光學變焦。
蘋果公司多年來都被傳出過要搭載潛望式鏡頭。在2015年,它獲得了“鏡像傾斜驅動”（Mirror Tilt Actuation）的專利，裝配包括一個摺疊的光學裝置、進入鏡頭的光線和鏡子組裝等等。
2016年的一項專利描述了一種摺疊長焦相機鏡頭系統，該系統包括多個具有折射率的鏡頭和鏡面形式的光路摺疊元件。
（蘋果潛望式鏡頭專利圖）
去年，美國專利商標局授予了蘋果兩項潛望式鏡頭專利。第一項專利是“五種摺疊式鏡片系統”（folded lens system with five refractive lenses），第二項專利是“三種摺疊式鏡片”（three refractive lenses）。
目前，蘋果的高端iPhone 11 Pro和Pro Max機型都配備了可實現2倍變焦的長焦鏡頭，但潛望鏡鏡頭的變焦能力顯然會更強。
潛望式鏡頭的“前世今生”
潛望式鏡頭相機的名字來源於船上或潛艇上使用的同名儀器，它可以讓用戶看到海平面以上的物體，或者視線以外的任何東西。潛望鏡已經在坦克或潛艇等裝甲車上使用了幾十年。它本質上是使用鏡子或稜鏡的組合來“掰彎”光線。
（潛望式鏡頭原理圖，圖源：Wikipedia）
智能手機制造商也採用了同樣的概念來製造用於相機的潛望鏡模塊，以增強相機的變焦範圍。
初期我們見到的不少拍照手機，鏡頭體從主要組件突出，也可以在需要時伸出。這樣做也推進了鏡頭和內部陣列，形成了光學變焦。
當然，如今輕薄時尚的智能手機是不會讓這樣粗糙的操作繼續存在的——它們根本不可能讓相機佔據這麼大的空間。傳感器和鏡頭之間需要有更大的間隙，來垂直移動並創造光學變焦範圍，這在智能手機的狹窄空間似乎難以發揮用途。
然而，使用潛望鏡結構可以讓設計師以這樣的方式安排鏡頭和傳感器，鏡頭元素有更多的空間移動，從而大大擴展光學變焦範圍。這是通過使用l形隧道實現的：頂部有一個矩形開口用於收集光線，然後光線落在稜鏡上。稜鏡使光線以90度彎曲，然後光線通過鏡頭元素，然後落在傳感器上，在那裡就可以對圖像進行處理。
較長的隧道增加了鏡頭元件和傳感器之間的間隙，使鏡頭的動態範圍更高，這直接意味著更高的變焦輸出。當用戶在取景器中調整變焦級別時，內部鏡頭元素會遠離傳感器，以提供必要的變焦效果。
另外，與提供2倍或3倍光學變焦的標準遠距相機不同，潛望鏡相機通常通過使用多個鏡頭和相機傳感器提供5倍或10倍變焦。潛望鏡的作用是在不大幅增加智能手機厚度的情況下，幫助適應鏡頭陣列。
要理解潛望鏡在攝像頭模塊中的作用，可以用不同的X、Y和Z座標表示軸來可視化智能手機的三維佈局。智能手機屏幕平放在YZ平面上，而厚度可以沿X軸測量。傳統的相機傳感器和附加鏡頭也在YZ平面，垂直於Z軸。
（圖源：xda-developers）
然而，在潛望鏡裝置的情況下，傳感器和鏡頭位於XZ平面上，與Y軸相交成直角。最後，在相機傳感器的對面放著一個稜鏡，它改變光線的方向，與傳感器垂直。直角稜鏡的使用，也解釋了為什麼潛望鏡相機會採用正方形或長方形裁剪，而不是傳統的圓形。
光線通過潛望鏡相機的矩形開口進入，以直角折射，然後通過鏡頭到達傳感器。為確保用5倍或10倍放大鏡拍攝的圖像清晰，潛望鏡遠距照相機配備了自動對焦支持，其中鏡頭向前或向後移動以對焦傳感器上遠處的物體。
此外，在5倍或更高的變焦，甚至細微的震動都被放大。為了避免這種急劇又誇張的變化，潛望鏡相機是建立了OIS或光學穩定，通常在稜鏡部分。這意味著稜鏡可以根據重力變化在多個軸上自由移動——因此，可以適應任何突然的顛簸運動。
通過設置鏡頭和直角稜鏡垂直於相機的開口，智能手機制造商可以節省大量的空間。這就避免了配備潛望鏡遠攝相機的智能手機的鏡頭厚度，遠遠超出其他相機的鏡頭厚度這樣的“翻車”窘況。
我們在照相機中看到的潛望鏡還有另一個有趣而又相當普遍的用途：讓用戶更好地窺視微觀世界。你可以使用潛望鏡相機捕捉微距鏡頭，即使不太接近一個物體。如果你熱衷於捕捉昆蟲或小型爬行動物，這一點尤其有用。
各大廠商紛紛入局，iPhone拍照還香嗎？
全球只有少數公司已經商業化潛望式鏡頭相機。其中包括為Galaxy S20 Ultra model提供潛望式鏡頭的三星機電(Samsung electro mechanics)，以及中國的Sunny光學技術(Sunny Optical Technology)。
也正是因為三星電子擁有與潛望式鏡頭相關的關鍵專利，一些人提出了蘋果與三星電子或三星機電合作的可能性。不過前面已經提到，這種概率或許並不大。三星要是哪天真的成為了蘋果相機供應鏈管理(SCM)的一部分，帶來的潛在影響將是巨大的。
蘋果目前接收的相機模塊則主要來自LG Innotek、Sharp和O-Film等公司。LG Innotek是主要的合作伙伴，因為它負責相機模塊的最大數量的供應。
華為P30 Pro是第一款配備了5倍潛望鏡變焦的商用設備；隨後不久，OPPO Reno 10倍變焦版也推出了。
去年夏天，三星電子也開始生產這些潛望鏡相機模塊，但他們花了一段時間才獲得大量訂單。
在華為P30 Pro發佈很久之後，Vivo的X30 Pro(僅限於中國)一度成為“最新的帶潛鏡攝像頭的手機”，但很快被三星Galaxy S20 Ultra取代。Galaxy S20 Ultra於2020年2月發佈，也成為第一款支持100X混合變焦的智能手機。
三星Galaxy S20 Ultra的變焦功能稱為“空間變焦”（Space Zoom），可以實現100倍的數碼變焦。潛望鏡鏡頭本身使用了一個摺疊的4倍長焦鏡頭和一個4800萬像素的傳感器，可以在4倍和10倍變焦之間切換。
（圖源：三星展示視頻截圖）
小米發佈的第一款帶有潛望鏡變焦模塊的手機是小米10青春版。接著，Realme的旗艦殺手——Realme X3 SuperZoom問世了。最近新增的兩款產品是三星和Vivo的最新旗艦產品——三星Galaxy Note 20 Ultra 5G和Vivo X50 Pro。
雖然華為P40 Pro和P40 Pro+都配備了潛望鏡變焦相機，但Plus版本上的潛望鏡相機具有10倍光學變焦功能，而普通Pro則只有5倍光學變焦功能。除了10倍光學變焦潛望鏡外，華為P40 Pro+還配備了另一個3倍光學變焦的長焦相機。
華為Mate 40 Pro和Mate 40 Pro+配備了專用的潛望鏡攝像頭，具有5倍和10倍光學變焦功能。和P40 Pro+一樣，Mate 40 Pro+也有一個二級遠攝相機。保時捷版華為Mate 40 Pro RS跟隨Mate 40 Pro+，配備了一個10倍的潛望鏡和一個3倍的遠攝相機。
（圖源：華為展示視頻截圖）
據說OPPO也計劃推出一款10倍光學變焦的智能手機，將搭載160mm潛望式鏡頭，支持6倍光學變焦。如下：
（圖源：GSMArena）
（圖源：OPPO展示視頻截圖）
潛望鏡相機的未來
在相機分辨率方面，潛望鏡相機背後的技術正在以相對緩慢的速度發展。儘管它同時吸引了消費者和製造商，但它並不像超高速充電或不斷增長的顯示器刷新率等其他技術那樣受歡迎。
潛望式攝像頭其實也有自己的“阿喀琉斯之踵”。除了可能會讓智能手機背部設計變凸變醜之外，在一些暗光、光線複雜的環境下，光學變焦功能難以激活，而潛望式鏡頭也可能無法開啟。
潛望式鏡頭內的稜鏡，可能會大大地影響光線攝入量，同時非常考驗鏡頭的防抖性能。光線強度被稜鏡折射後，會出現一定程度的衰減。這也就意味著——潛望式鏡頭比普通鏡頭對傳感器尺寸的要求更高。
像OPPO這樣的智能手機品牌一直在努力解決潛望鏡相機的侷限性，同時各大廠都在鏡頭硬件、軟件算法、像素硬件等方面不斷追求水平上的差異化。
據調研機構Sigmaintell樂觀估計，潛望式攝像頭出貨量2020年增長六倍以上達到1億顆，2023年有望突破4億顆。
未來，蘋果iPhone的潛望鏡鏡頭一旦橫空出世，必將成為主流廠商中的“拍照黑馬”。
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