スマートフォンのカメラ競争は常に数字勝負だ。最も多くのメガピクセル、カメラ、または（ますます）ズームを誇る企業はどこでしょうか?しかし、物理法則に関して言えば、光学ズームと薄型携帯電話は両立しません。
2020年7月、Appleが将来のiPhoneにペリスコープ望遠レンズを追加する可能性があると 噂されました 。ペリスコープレンズは以前から存在しており、従来の望遠レンズが抱えていたサイズの問題を見事に回避しました。
これらがどのように機能するのか、そしてこれがスマートフォン業界の将来にとって何を意味するのかをご紹介します。
写真ではサイズが重要
写真の最大の制限は常に技術的なものではなく、物理的なものでした。光学の法則の中には、自分ではどうすることもできないものがいくつかあります。デジタル一眼レフカメラやミラーレスカメラのレンズが非常に大きく重いのはこのためです。長い 焦点距離 と広い 絞りを 実現するには、レンズ自体が ある程度の大きさでなければなりません 。
たとえば、焦点距離が 200 mm、最大絞りが f/2.8 のレンズには、幅 70 mm (または 3 インチ) を超える前レンズ要素が必要です。それには製造上の考慮事項は含まれていません。
スマートフォンのカメラにも同じ制限がありますが、規模ははるかに小さいです。センサーが小さいため、 焦点距離が短くても倍率が高く なります。ただし、この配置には 多くのトレードオフ が伴います。
たとえば、iPhone 11 Pro には、フルフレーム相当の 52 mm の望遠レンズが搭載されていますが、実際にはわずか 6 mm です。つまり、 プロ仕様のデジタル一眼レフカメラで同じ写真を撮りたい場合は、52mm レンズが必要になります 。 iPhoneの望遠カメラのセンサーサイズは1/3.6インチ（対角約5mm）なので、同等の倍率が得られます。
しかし、メーカーは問題に直面し始めています。カメラ センサーを大幅に小型化するには、トレードオフが管理不能になります。小型センサーは、暗い場所ではパフォーマンスが大幅に低下し、解像度が高くなるとさらに困難になります。
Apple が iPhone でさらにズーム機能を強化したい場合は、(理論上は) センサーのサイズを半分にすることができます。ただし、おそらく製造コストが高く、使用するのはひどいでしょう。
より良い選択肢は、レンズのサイズを大きくすることです。
問題を回避する
レンズの大型化には課題も伴います。 iPhone 11 Proの厚さはわずか8.1mmです。焦点距離 6 mm のレンズの長さがちょうど 6 mm である必要はないとしても、焦点距離は近くなければなりません。したがって、スマートフォン上の利用可能なスペースのかなりの量を占めることになります。厚さわずか 8 mm の携帯電話に 12 mm レンズを追加するには十分なスペースがありません。
横向きにやらなければ。
潜望鏡レンズは、潜水艦の潜望鏡と同じように機能します。光は前部要素に入り、角度のついたミラーによって 90 度反射されます。カメラのセンサーに当たる前に他のレンズ要素を通過し、写真として記録されます。光の進行方向を変えることで、長いレンズを広くできるため、レンズを深くする必要がなくなります。
携帯電話メーカーにとって、これは大きな利点です。センサーを縮小したり、携帯電話を厚くしたりするよりも、長い望遠レンズを水平方向に配置するために必要なスペースを見つける方がはるかに現実的です。
このようにして、メーカーは 2 倍の光学ズーム (または、強引に、怪しいマーケティングで 3 倍) を備えた 50 mm 相当のレンズに限定されなくなります。 100mm相当（約5倍ズーム）、さらには200mm相当（約10倍ズーム）のレンズも可能になります。
確かに、まだトレードオフはありますし、このテクノロジーは新しいものですが、スマートフォンに光学ズームを追加するという最大の制限を見事に回避しています。
デジタルズームと光学ズーム
さて、あなたの iPhone にはすでに 10 倍ズームが搭載されていると思っているなら、それは正しいですが、非常に間違っています。これまでズーム倍率ではなく焦点距離について主に言及してきたのには理由があります。
これは、光学ズームとデジタル (または強化された、超解像度、宇宙、または AI 支援) ズームの間には重要な違いがあるためです。光学ズームの倍率は、焦点距離が長いレンズの光学特性によって決まります。画質を損なうことなく、まるで望遠鏡で見ているかのように、遠くにある物体が本当に近くに見えます。
デジタル ズームは、さまざまな形で、写真をトリミングしてズームした画像のように見せることを単に派手に表現したものにすぎません。確かに、デジタル ズームは大きな進歩を遂げました。高メガピクセルのセンサー、「ビニング」（複数のピクセルを単一の大きなピクセルとして扱う）、および優れたアップスケーリング アルゴリズムにより、メーカーはより良い結果を得ています。
それでも、写真を撮って後でトリミングするのと実際には同じです。実際の倍率が得られるわけではなく、さらにズームインすると常に画質が低下します。
もちろん、そのような真実に基づいてマーケティング キャンペーンを構築することはできません。
ペリスコープレンズも利用可能
ペリスコープパーティーに参加するのはAppleが初めてではない。中国のメーカー (特に Oppo と Huawei) は、数年間にわたってそれらを試してきました。 5 台のカメラを搭載した Huawei P40 Pro+ には、フルフレーム カメラの 240mm レンズに相当する 10 倍のペリスコープ望遠レンズが搭載されています。
より広く入手可能な Samsung Galaxy S20 Ultra には、100 mm にほぼ相当する 5 倍の望遠潜望鏡レンズが搭載されています。しかし、サムスンの大げさなマーケティングは、この情報を 本当にばかげた乗数 で覆い隠すために最善を尽くしています。
他の多くの電話機能と同様、たとえ Apple が最初ではなかったとしても、市場に参入すると大きな話題を呼ぶでしょう。今後、ペリスコープレンズを備えた iPhone が発売されるまでに、この機能はさらに人気が高まるだろうと考えて間違いありません。
