لنز پریسکوپ در دوربین اسمارت‌فون‌ها چیست؟
تبلیغات
رقابت در بحث دوربین اسمارت‌فون همیشه بازی اعداد بوده است. کدام کمپانی بیشترین مگاپیکسل، دوربین یا زوم را داراست؟ اما وقتی حرف از واقعیت می‌زنیم، زوم اپتیکال و تلفن‌های باریک خیلی هم عملکرد مناسبی ندارند.
در جولای 2020 شایعه‌ای منتشر شد که اپل برای آیفون بعدی یک لنز تله‌فوتو پریسکوپ اضافه خواهد کرد. چند وقتی است که اسم لنزهای پریسکوپ به گوش می‌رسد و آن‌ها مشکلات اندازه به وجود آمده توسط لنزهای تله‌فوتو سنتی را برطرف می‌کنند.
نحوه عملکرد و اهمیت این لنز در صنعت آینده اسمارت‌فون را در این نوشتار مطالعه می‌کنیم.
در عکاسی اندازه اهمیت بالایی دارد
بزرگ‌ترین مشکلات در عکاسی بیشتر معطوف به فیزیک هستند تا تکنولوژیک.برخی قوانین نوری هستند که شما خودتان نمی‌توانید آن‌ها را مهندسی کنید. به همین دلیل است که DSLR و لنزهای دوربین بدون آینه بزرگ و سنگین هستند. برای آماده‌سازی فاصله کانونی طولانی و زوایای عریض، لنزها بایستی در یک اندازه خاص باشند.
برای مثال، یک لنز با فاصله کانونی 200 میلی‌متر و زاویه حداکثری f/2.8 باید دارای یکی لنز جلویی با گستردگی بیش از 70 میلی‌متر (یا 3 اینچ) باشد. در بحث تولید هم کار سختی پیش رو نیست.
دوربین‌های اسمارت‌فون هم با چنین محدودیت‌هایی روبرو هستند اما در مقیاس کوچک‌تر. چراکه سنسورهای کوچک‌تری دارند و در فاصله کانونی کوتاه‌تر بزرگ‌نمایی بیشتری دارند.
مثلاً آیفون 11 پرو یک لنز تله‌فوتو 52 میلی‌متری full-frame دارد یعنی 6 میلی‌متر. یعنی چی؟ یعنی اینکه اگر بخواهید یک عکس را با DSLR حرفه‌ای بگیرید به یک لنز 52 میلی‌متری نیاز دارید. چون سنسور دوربین تله‌فوتو آیفون اندازه 1/3.6 دارد (تقریباً 5 میلی‌متر مورب) شما بزرگ‌نمایی برابری خواهید داشت.
هرچند تولیدکنندگان در حال حاضر با مشکلاتی مواجه هستند. امکان کوچک کردن سنسورهای دوربین بیش از این وجود ندارد مگر اینکه برخی ویژگی‌ها را قربانی کنید. سنسورهای کوچک در شرایط با نور کم عملکرد افتضاحی دارند و برای تصاویر با رزولوشن بالا واقعاً مشکل‌دارند.
اگر اپل می‌خواست زوم بیشتری را برای آیفون ممکن سازد می‌بایست (در تئوری) اندازه سنسور را نصف می‌کرد. هرچند هزینه تولید بالایی دارد و اصلاً مناسب استفاده نمی‌بود.
گزینه بهتر اینکه اندازه لنز بیشتر شود.
برطرف کردن مشکل
افزایش اندازه لنز نیز با مشکلاتی روبرو است. آیفون 11 پرو تنها 8.1 میلی‌متر ضخامت دارد. حتی اگر یک لنز با فاصله کانونی 6 میلی‌متر واقعاً نباید 6 میلی‌متر طول داشته باشد اما باید بدان نزدیک باشد. پس می‌توان گفت حجم قابل‌توجهی از فضای در دسترس یک اسمارت‌فون را به خود اختصاص خواهد داد.
فضای کافی برای افزودن یک لنز 12 میلی‌متری به یک گوشی که 8 میلی‌متر ضخامت دارد امکان‌پذیر نیست.
یک لنز پریسکوپ عملکرد بسیار مشابهی به پریسکوپ زیردریایی دارد. نور از دریچه جلویی وارد می‌شود و به‌وسیله یک آینه زاویه‌دار به میزان 90 درجه منعکس می‌شود. قبل از برخورد با سنسور دوربین از میان دیگر المنت‌های لنز عبور می‌کند و سپس به‌عنوان یک عکس ذخیره می‌شود. با تغییر مسیر حرکت نور، لنزهای طویل‌تر نیازی به عمیق بودن ندارند چراکه می‌توانند عریض باشند.
برای تولیدکنندگان تلفن، این یک مزیت اصلی به‌حساب می‌آید. استفاده از پریسکوپ بسیار کاربردی‌تر است چراکه دیگر نیازی به یافتن فضای افقی برای لنزهای تله‌فوتو طویل،کوچک‌تر کردن سنسور و یا ضخیم‌تر کردن تلفن نیست.
با این روش، تولیدکنندگان به لنزهای برابر-50 میلی‌متری با زوم اپتیکال 2 برابری محدود نیستند (یا با ترفندهایی مخصوصاً از نوع بازاریابی آن را به 3 برابر افزایش دهند). برابرسازی لنزهای 100 میلی‌متری (زوم تقریباً 5 برابری) یا حتی 200 میلی‌متری (زوم تقریباً 10 برابری) را ممکن می‌سازد.
البته که نقص‌هایی وجود دارند و این فناوری هم جدید است اما از بزرگ‌ترین محدودیت که مانع از افزودن زوم اپتیکال به یک اسمارت‌فون می‌شد گذر کرده است.
زوم اپتیکال در برابر دیجیتالی
حال اگر فکر می‌کنید آیفون شما زوم 10 برابری دارد بسیار اشتباه هست. دلیلی که بیشتر می‌توان ارائه داد مربوط به فاصله کانونی است تا چند برابر کننده‌های زوم.
بدین دلیل است که تفاوت زیادی بین زوم اپتیکال و دیجیتال (یا افزایش‌یافته، سوپر-رزولوشن، فضایی یا با کمک هوش مصنوعی) وجود دارد. توسط زوم اپتیکال، بزرگ‌نمایی نتیجه عملکردهای نوری لنز همراه با یک‌فاصله کانونی طولانی‌تر است. اشیا دور به‌طرز باورنکردنی‌ای نزدیک نشان داده می‌شوند، گویی از یک تلسکوپ استفاده می‌کنید که اصلاً از کیفیت تصویر نمی‌کاهد.
زوم 10 برابری یک آیفون یک crop دقیق از زوم دو برابری است.
زوم دیجیتال بیان زیبای این واقعیت است که یک عکس crop شده است تا به شکل یک تصویر زوم‌شده نمایش داده شود. زوم دیجیتال راه طولانی‌ای در پیش دارد. با سنسورهای با مگاپیکسل بالا، binnig (چند پیکسل به یک پیکسل بزرگ تبدیل می‌شوند) و با الگوریتم‌های ارتقادهنده کیفیت، تولیدکنندگان نتایج بهتری کسب خواهند نمود.
بااین‌همه همچنان تصویری است که crop شده است. شما بزرگ‌نمایی واقعی دریافت نمی‌کنید و همیشه کیفیت تصویر با زوم بیشتر از دست می‌رود.
البته که هیچ کمپین بازاریابی تبلیغاتی نمی‌تواند این حقیقت را پنهان کند.
لنزهای پریسکوپ در دسترس هستند
اپل اولین کمپانی نبود که به استفاده از پریسکوپ روی آورد. تولیدکنندگان چینی (اوپو و هوآوی مخصوصاً) چند سالی هست که با این تکنولوژی سروکار دارند. هوآوی P40 Pro+ که یک لنز تله‌فوتو پریسکوپ 10 برابری دارد که عیناً کار یک لنز 240 میلی‌متری
Full-frame را انجام می‌دهد.
Samsung Galaxy S20 Ultra یک لنز پریسکوپ تله‌فوتو 5 برابری دارد که می‌توان گفت شبی ه به یک لنز 100 میلی‌متری عمل می‌کند. هرچند بازاریابی اغراق‌شده سامسونگ این ادعا را کم‌اهمیت جلوه داد و باعث شد اظهارات خنده‌داری نسبت به آن‌ها منتشر شود.
مانند بسیاری دیگر از ویژگی‌های تلفن، حتی اگر اپل اولین کمپانی نبود ورود این نوع لنز به بازار سروصدای زیادی می‌کرد. به نظر می‌رسد تا زمانی که اپل بخواهد یک آیفون مجهز به پریسکوپ عرضه کند اتفاقات بسیار زیادی برای این تکنولوژی روی دهد.
