Optischer Zoom am Smartphone wird bald Realität – so funktioniert es

Optischer Zoom am Smartphone wird bald Realität – so funktioniert es

David Lee
Zürich, am 07.03.2019
Der chinesische Konzern Oppo hat eine Methode entwickelt, mit der Smartphone-Kameras optisch zoomen können, ohne dass sie aus dem Gehäuse herausragen. Die Idee hat riesiges Potenzial, scheint aber noch nicht ganz marktreif zu sein.

Smartphone-Kameras werden immer besser, aber eines können sie bislang nicht: Optisch zoomen. Der Bildausschnitt einer Smartphone-Kamera ist fix. Der chinesische Hersteller Oppo hat eine Technologie entwickelt, die diesen Mangel behebt.

Hierzulande ist die Marke Oppo wenig bekannt, aber in China ist es anscheinend die Nummer 1. Und weil China selbst bevölkerungsmässig die Nummer 1 ist, gehört Oppo zu den grössten Smartphone-Herstellern der Welt.

Zoomähnliche Effekte haben Smartphones zwar schon lange drauf. Aber keiner dieser Tricks kommt an einen echten optischen Zoom heran. Hier zur Erinnerung, was bisher geschah.

Bisherige Zoom-Tricks in Smartphones

Der simpelste Trick hat den beschönigenden Namen «digitaler Zoom». In seiner primitivsten Form tut digitaler Zoom nichts anderes, als das Bild auf einen Ausschnitt zu reduzieren und diesen aufzublähen. Im Unterschied zu einem richtigen Zoom werden so aber nicht mehr Details sichtbar.

Vom digitalen Zoom gibt es eine Weiterentwicklung: Dabei wird ein Sensor eingebaut, der viel mehr Pixel hat als eigentlich für das Bild nötig wären, Grössenordnung 40 bis 50 Megapixel. So viel kann ein simples Smartphone-Objektiv gar nicht abbilden. Beim digitalen Zoomen wird auf dem Sensor nur eine Teilfläche verwendet. Diese ist dann immer noch so gross, dass sie genügend Auflösung hat (zum Beispiel 8 Megapixel). Der Detailreichtum ist somit deutlich höher als beim simplen Digitalzoom. Allerdings sind die verwendeten Pixel extrem klein und damit wenig lichtempfindlich. Das führt zu schlechter Bildqualität bei wenig Licht. Bekannt geworden ist dieser Trick 2012 durch das Nokia PureView 808.

Bild: www.ephotozine.com
Bild: www.ephotozine.com

Die dritte, in letzter Zeit sehr beliebte Methode: Die Hersteller pflanzen mehrere Objektive auf die Kamera-Rückseite. Allerdings muss auch bei dieser Methode die Sensorfläche verkleinert werden, um einen Tele-Effekt zu erreichen, ohne dass das Objektiv nicht aus dem Gehäuse ragt.

Als letzte Möglichkeit bleibt, einen Zoom-Vorsatz vor die Smartphone-Kamera zu schrauben. Das bringt je nach Linse recht gute Ergebnisse, ist aber unpraktisch und teuer.

Ein Objektiv-Vorsatz von Momentlens
Ein Objektiv-Vorsatz von Momentlens

Warum Smartphones keinen richtigen Zoom haben

Warum müssen die Hersteller überhaupt zu Hilfskrücken wie dem digitalem Zoom oder mehreren Kameras greifen? Es sind schlicht physikalische Gesetze. Beim Zoomen wird die Brennweite verändert. Die Brennweite ist der Abstand zwischen der Linse und dem Sensor. Bei Kompaktkameras mit Zoom fährt darum das Objektiv immer weiter heraus, wenn du näher heranzoomst.

Bei Smartphones ist das unerwünscht – die sollen bitteschön möglichst flach bleiben. Mischungen zwischen Smartphone und Zoomkamera gabs immer mal wieder, aber das Konzept hat sich nie durchgesetzt. Irgendwie ist den allermeisten Leuten der Zoom doch nicht so wichtig, dass sie dafür ständig ein klobiges Gehäuse mit sich herumtragen würden.

Placeholder image
placeholder

placeholder

Daneben gibt es einen ganz simplen weiteren Grund: Eine Objektivkonstruktion mit Zoom ist viel teurer als ein Objektiv mit Festbrennweite. Bei einem Smartphone, das noch viel mehr ist als nur einer Kamera, lohnt sich das nicht unbedingt.

Die Methode Oppos

Die Technologie Oppos basiert auf einer simplen Idee: Das Licht, das durchs Objektiv kommt, wird durch einen Spiegel um 90 Grad abgelenkt. Dadurch kann die Brennweite innerhalb des Gehäuses verlängert werden. Sie verläuft parallel zur Oberkante des Smartphones.

Laut Oppo entspricht der Zoombereich beim neuen 10-fach-Zoom einer Kleinbild-Brennweite von 16 bis 160 mm. Das bedeutet: Du hast einen starken Weitwinkel, aber keinen allzu starken Tele-Effekt. Das ist durchaus sinnvoll, denn so verwackeln die Aufnahmen weniger. Natürlich ist ein optischer Bildstabilisator eingebaut, aber auch der stösst irgendwann an seine Grenzen.

Dem Werbevideo zu entnehmen, besteht das Modul aus drei Kameras:

  • Einer Kamera mit Standard-Bildausschnitt (vermutlich leichter Weitwinkel) und 48 Megapixeln
  • Einer Kamera mit Ultraweitwinkel
  • Einer Zoom-Kamera mit grösserem Sensor

Mehr Infos gibt Oppo bis jetzt nicht preis. Wir kennen weder die Sensorgrössen noch die Lichtstärken der Objektive. Warum genau es die beiden anderen Kameras braucht, verstehe ich bis jetzt auch nicht. Vielleicht für irgendwelche Software-Optimierungen wie den Bokeh-Effekt.

Händezittern wird offenbar durch das bewegliche Prisma optisch stabilisiert.
Händezittern wird offenbar durch das bewegliche Prisma optisch stabilisiert.

Warum erst jetzt?

Die Idee der Bildumlenkung ist so simpel wie alt. Geräte, die ein Bild durch Spiegel umleiten, sind wesentlich älter als die Fotografie. Man nennt sie Periskope. Ich frage mich: Wieso ist kein Smartphone-Hersteller früher darauf gekommen? Gibt es eventuell schon lange Pläne dafür, aber irgendwelche technische Schwierigkeiten?

Oppo hat bereits am Mobile World Congress 2017 einen Prototypen mit Fünffach-Zoom gezeigt. Jetzt präsentiert der chinesische Konzern wieder einen Prototypen, halt einfach mit Zehnfach-Zoom. Bislang ist Oppo den Beweis schuldig geblieben, dass die Technologie marktreif ist. Es gibt noch kein einziges Smartphone, dessen Kamera so funktioniert.

Offenbar ist es doch ein grösserer Schritt von «wir zeigen mal was auf einer Messe» zu «wir bauen das jetzt in die Geräte ein und es funktioniert tadellos».

So oder so: Diese Erfindung wird irgendwann in konkreten Produkten auf den Markt kommen – egal von wem – und die Möglichkeiten der Smartphone-Fotografie deutlich erweitern.

18 Personen gefällt dieser Artikel


David Lee
David Lee
Senior Editor, Zürich
Durch Interesse an IT und Schreiben bin ich schon früh (2000) im Tech-Journalismus gelandet. Mich interessiert, wie man Technik benutzen kann, ohne selbst benutzt zu werden. Meine Freizeit ver(sch)wende ich am liebsten fürs Musikmachen, wo ich mässiges Talent mit übermässiger Begeisterung kompensiere.

Diese Beiträge könnten dich auch interessieren