深度解析 iPhone「四重反射棱镜」与潜望式镜头差别在哪?

苹果在iPhone 15 Pro Max首次替望远镜头搭载「四重反射棱镜」,能够实现5倍120毫米变焦能力,不少人更好奇iPhone 15 Pro Max望远镜算是潜望式镜头吗? 若比较安卓手机所用的潜望式镜头,到底是苹果还是安卓技术比较强? 就由 Furch Lab 摄影实验室深度解析 iPhone 15 Pro Max 望远四重反射棱镜设计带大家全面了解。

iphone tetraprism 5x optical zoom cover

苹果 iPhone 15 Pro Max 搭载等效 120mm f/2.8、5 倍变焦的望远镜头,苹果官方宣称这颗镜头采用了「四重反射棱镜」,这就引起了我们的疑问,因为一般潜望式镜头都只有二次反射,iPhone 的四重反射究竟从何而来?

iPhone15 Pro Max望远相机为何需要四重反射棱镜设计?

原因在于苹果设计了一颗平行四边形的光学棱镜,光线在经过望远镜组之后,可以在棱镜内部反射四次,再到达感光元件。

iphone tetraprism 5x optical zoom 1

值得注意的是,棱镜中间并没有其他光学元件(如镜片组),这样的设计直接把望远镜组归纳在一群镜组内,而棱镜仅仅是为了用来延长光路,如果没有这颗四次反射棱镜的话,望远镜头将会变得非常长。

iphone tetraprism 5x optical zoom

苹果iPhone四重反射棱镜与Android潜望式镜头有什么不同?

苹果的四重反射棱镜跟目前 Android 主流的潜望式镜头设计有什么差异呢? 两者的优缺点分别是什么? 从结构上来说,iPhone 15 Pro Max 的四次反射望远镜头属于定焦镜的设计,优势在于光学元件简单,不需要复杂的望远镜组设计,理论上应该会有比较好的光学表现(因为没有变焦元件),在降低成本的同时,光圈也容易设计得较大。

苹果iPhone四重反射棱镜与Android潜望式镜头有什么不同

再来看看目前 Android 手机的潜望式长焦镜头是怎么做的,目前主流的望远变焦镜头大多是在前后两端各配备一枚 45° 反射镜,让光线呈 90° -90° 反射,再入射到感光元件上,这样的设计能够在反射镜中间容纳变焦与对焦镜组,同时也允许望远镜头拥有更多功能,例如能够将光学防震元件设计在镜组当中。

苹果iPhone四重反射棱镜与Android潜望式镜头有什么不同1

iPhone四重反射镜与Android望远镜头谁比较强?

苹果的缺点同时也是 Android 的优点,目前 Android 旗舰手机的望远镜头很多都做到变焦功能,这里指的变焦是真正的光学变焦,不是用裁切跟演算算出来的变焦,也就是说它必须要有真实的光学元件移动来达到变焦效果。

这样做的优势是镜头的功能性较强,允许镜头具备变焦的功能,同时因为镜组空间更大了,不需顾虑镜组突出的程度,因此也能做到更复杂的设计。 缺点当然也是光圈通常较小,且光学素质通常会有所取舍。

当然,谁强谁弱完全凭实测,这里只是从理论上提出两种光学设计常有的优缺点,这两者之间孰执优劣,一部分也可以说是变焦镜与定焦镜的千古难题。

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iPhone 15 Pro Max 望远镜头算潜望式镜头吗?

最后回到我们前面的问题,iPhone 15 Pro Max 的望远镜头能算是“潜望式镜头”吗? 我认为狭义上不是,但广义上它是。 潜望式镜头的定义是光路必须经过90°反射,一般是双反射,其实即便是单反射,也可以算是潜望式,但iPhone 15 Pro Max并不是90°反射(推测可能是60°-120°-120°-60°四次反射),并且,苹果官方似乎也从未在官方文宣上表明他们的镜头是潜望式镜头。

但 iPhone 15 Pro Max 的望远镜头同样是用了不同的设计,来达到了同样的功能,也就是过程不同,但结果相似、目的相同。 虽然是四次反射,但这样设计的目的与两次反射是一样的。 至于为什么用四次反射,而不是两次90°反射呢? 原因也很简单,因为四次反射体积更小,能够更加精简镜头模组的空间,如果设计为两次 90° 反射,那么棱镜的长度会比现在的还要稍长一些。

苹果重新定义了潜望式镜头?

其实,潜望式镜头是很古老的设计,56年前就已经有潜望式镜头的雏形出现,在照相手机上也有将近20年的历史。

我们把这颗镜头拆开来解析,可以发现苹果的iPhone 15 Pro Max当然没有「重新定义」所谓的潜望式镜头,它其实是以很苹果的方式,由简化的设计、更少的组件,来达成看起来好像很复杂的镜头功能,同时画质上有可能会更好。

这种解决方式,相当符合苹果的平衡精神,它可能没有要做到行业内的第一,但它很显然更适合 iPhone,同时也会是目前 iPhone 最强的望远镜头。

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