Главная проблема, с которой сталкиваются производители смартфонов, когда разрабатывают «телевик» (зум-объектив), — физические ограничения. Для настоящего оптического увеличения необходимо, чтобы линзы в объективе были расположены на определённой дистанции друг от друга. В обычных камерах для этого выдвигается объектив, но в тонком корпусе смартфона такой механизм сделать возможно только за счёт выдвижной камеры, но и такое решение встречается редко. Рассказываем, как производители обходят эти ограничения и какие компромиссы приходится делать.

Физика оптического зума

Почему традиционный зум не помещается в смартфон:

• Фокусное расстояние: для 3x зума требуется расстояние между линзами около 85 мм
• Толщина корпуса смартфона: обычно не превышает 8–9 мм
• Выдвижной механизм увеличивает толщину и снижает надежность

В традиционных камерах:

1. Объектив выдвигается вперед для увеличения фокусного расстояния
2. Расстояние между линзами изменяется для достижения нужного увеличения
3. Такая конструкция требует места, которого нет в тонком корпусе смартфона

Для 3x оптического зума требуется расстояние между линзами около 85 мм, что невозможно разместить в смартфоне толщиной 8–9 мм. Выдвижной механизм, как в некоторых старых моделях (например, Oppo Find X), увеличивает толщину смартфона и снижает надежность, так как подвижные части чаще ломаются. Поэтому производители ищут альтернативные решения, которые позволяют достичь оптического зума без увеличения толщины корпуса.

Перископные системы: обход физических ограничений

Как работают современные телевик-объективы:

• Использование зеркал или призм для изменения направления светового потока
• Горизонтальное расположение линз внутри корпуса смартфона
• Сохранение тонкого профиля при достижении оптического увеличения

Принцип работы перископного объектива:

1. Свет попадает в объектив под углом 90 градусов через призму
2. Луч света направляется горизонтально вдоль корпуса смартфона
3. Горизонтальное расположение линз позволяет увеличить фокусное расстояние без увеличения толщины

Перископные системы позволяют достичь 3x–5x оптического зума, сохраняя тонкий профиль смартфона. Световой путь изгибается под углом, что позволяет разместить линзы горизонтально внутри корпуса. Например, в iPhone 17 Pro Max перископная система обеспечивает 5x оптический зум при толщине корпуса всего 8,3 мм. Однако такое решение имеет свои недостатки: сложная конструкция увеличивает стоимость производства, а горизонтальное расположение линз требует больше места по ширине, что увеличивает размер фотоблока. Также перископные системы более чувствительны к вибрациям, что требует улучшенной оптической стабилизации.

Комбинированный зум: гибридные решения

Как производители достигают высокой кратности зума:

• Использование нескольких объективов с разной кратностью
• Смешивание оптического и цифрового увеличения
• Программная обработка для улучшения качества снимков

Пример гибридного зума в современных смартфонах:

1. Основной объектив (1x) для широкого угла и базовой съемки
2. Ультраширик (0,5x) для панорам и съемки в узких помещениях
3. Телеобъектив (3x–5x) для оптического зума
4. Программная обработка для промежуточных значений (2x, 4x, 10x)

Современные смартфоны используют комбинацию нескольких объективов и программной обработки для достижения высокой кратности зума. Например, для 10x увеличения смартфон может комбинировать 5x оптический зум с телеобъектива и 2x цифровое увеличение с программной обработкой. Это позволяет достичь высокой кратности, но качество снимков при использовании цифрового увеличения ниже, чем при чисто оптическом. Производители используют ИИ-обработку для улучшения детализации и снижения шумов, но полностью компенсировать потери качества невозможно. Поэтому для максимального качества рекомендуется использовать чисто оптический зум без цифрового увеличения.

Будущее телевик-объективов в смартфонах

Какие технологии могут изменить ситуацию:

• Плоские оптические системы на основе метаповерхностей
• Голографические линзы, которые не требуют большого расстояния между элементами
• Улучшенные алгоритмы ИИ для компенсации физических ограничений

Перспективные разработки:

1. Метаповерхности — тонкие пластины с наноструктурами, заменяющие традиционные линзы
2. Голографические оптические элементы, которые могут фокусировать свет без объемных линз
3. ИИ-обработка, которая будет компенсировать оптические искажения в реальном времени

Исследователи работают над технологиями, которые могут преодолеть текущие физические ограничения. Метаповерхности — это тонкие пластины с наноструктурами, которые могут заменить традиционные линзы, значительно уменьшив толщину объектива. Голографические оптические элементы могут фокусировать свет без необходимости большого расстояния между линзами, что позволит создать тонкие объективы с высокой кратностью зума. Улучшенные алгоритмы ИИ будут компенсировать оптические искажения и повышать качество снимков при использовании цифрового увеличения. Хотя эти технологии еще находятся на стадии разработки, они могут стать основой для следующего поколения смартфонов с улучшенными камерами.

Телевик-объективы в смартфонах — результат компромисса между физическими ограничениями и потребностями пользователей. Перископные системы и гибридные решения позволяют достичь оптического зума, сохраняя тонкий профиль устройства. Хотя качество съемки при высокой кратности зума уступает профессиональным камерам, для повседневного использования современных смартфонов достаточно. Возможно, будущие технологии, такие как метаповерхности и голографические линзы, позволят преодолеть текущие ограничения и создать тонкие смартфоны с профессиональным качеством съемки. Пока же производители продолжают искать баланс между физикой, дизайном и пользовательским опытом, делая каждый новый смартфон лучше предыдущего.