Si vous êtes passionné par la photographie avec votre téléphone portable, vous avez sûrement déjà vu cela dans plus d'une fiche technique. "zoom périscopique« ou « caméra périscopique » Et vous vous posez des questions. Il ne s'agit pas simplement d'un argument marketing : cela cache un changement important dans la façon dont les smartphones parviennent à zoomer sans avoir un gros appareil photo à l'arrière.
En quelques années seulement, nous sommes passés d'une situation discrète à une situation beaucoup plus complexe. Zoom x2 sur mobile offrant des modes x5, x10 et hybride jusqu'à x100. Sur certains modèles haut de gamme, ce résultat est obtenu tout en conservant un profil relativement fin. Tout cela est rendu possible grâce à une combinaison d'optiques de pointe, de prismes, de miroirs, de capteurs haute résolution et bien plus encore. traité par intelligence artificielle.
Qu'est-ce que le zoom périscopique sur les téléphones portables et en quoi diffère-t-il ?
Quand on parle de zoom périscopique sur un smartphone, on fait référence à une sorte de téléobjectif qui positionne les lentilles et le capteur perpendiculairement à la fenêtre de la caméra, en utilisant un ou plusieurs prismes ou miroirs pour dévier la lumière à 90 degrés, imitant ainsi le fonctionnement d'un périscope de sous-marin.
Dans un téléobjectif classique d'appareil photo, le Les lentilles sont alignées directement devant le capteur.Ce module occuperait une profondeur considérable. Si l'on transposait ce design à l'identique sur un téléphone mobile moderne, le module arrière serait nettement plus proéminent et le boîtier du téléphone beaucoup plus épais, ce qui serait difficilement acceptable dans le design actuel.
L'approche périscopique renverse le problème : Le capteur et l'objectif sont positionnés le long du châssis du téléphone portable.D'un côté, la fenêtre visible de l'extérieur n'est autre que l'entrée de la lumière. Juste derrière cette fenêtre se trouve un prisme ou un miroir qui dévie le trajet de la lumière de 90 degrés, la faisant ainsi traverser un tunnel interne avant d'atteindre le capteur.
Grâce à cette astuce, les ingénieurs peuvent utiliser des focales équivalentes à 100 mm, voire plus. (Comparé aux ~50 mm typiques de nombreux téléobjectifs mobiles classiques) sans créer de « bosse » importante. Cette focale plus longue permet de se rapprocher beaucoup plus du sujet sans avoir recours uniquement au recadrage numérique.
Dans de nombreux projets, l'architecture prend la forme de un tunnel optique en forme de LLa partie la plus longue est positionnée parallèlement au plan du téléphone. Plus cette partie est longue, plus la distance entre l'objectif et le capteur est grande, et donc plus le zoom optique est important.
Comment fonctionne le mécanisme périscopique étape par étape
Pour bien comprendre ce qui se trouve à l'intérieur d'un téléphone portable, imaginez l'intérieur comme un tunnel en forme de L qui tire parti de la largeur du téléphoneÀ l'extrémité faisant face à l'extérieur se trouve une petite fenêtre (généralement rectangulaire) par laquelle la lumière pénètre dans le module de zoom.
Cette lumière frappe en premier un prisme ou un système de miroirs qui le dévie de 90 degrésDe là, au lieu de se déplacer « vers l'intérieur » du téléphone, la lumière se déplace latéralement à l'intérieur, suivant le long bras du périscope.
Le long de ce trajet, plusieurs lentilles sont placées qui sont responsables de focaliser, diriger et « agrandir » l'image avant qu'elle n'atteigne le capteurDans certains modèles, certains de ces éléments peuvent être légèrement déplacés vers ajuster la mise au point ou faire varier le grossissement, comme avec un objectif zoom d'appareil photo traditionnel, mais compressé dans une version mobile.
L'important, c'est que ce voyage intérieur soit plus long que l'épaisseur du téléphone lui-mêmeC’est la clé pour obtenir une véritable portée téléobjectif sans que le module ne dépasse excessivement. Le capteur est situé au bout du tunnel, où il reçoit l’image agrandie, prête à être traitée.
Lorsque vous déplacez la commande de zoom dans l'application appareil photo, le téléphone peut déplacer certains groupes de lentilles à l'intérieur du module Ou, dans de nombreux cas, changer directement le capteur (de la caméra principale à la caméra périscopique) et combiner le résultat optique avec un recadrage numérique et des algorithmes d'IA pour affiner les détails.
Pourquoi le zoom périscopique a été un tournant
L'essor de cette technologie a eu lieu en 2019 avec Le Huawei P30 Pro, l'un des premiers téléphones mobiles à populariser le zoom périscopique à grande échelle. Ce modèle offrait un zoom optique 5x, bien supérieur au zoom 2x habituel de l'époque, et un mode hybride 10x d'une qualité étonnamment élevée pour l'époque.
En pratique, cela signifiait que, concernant la caméra principale, l'utilisateur pouvait se rapprocher cinq fois plus du sujet sans perte de détails perceptibleAvec son zoom optique 5x, le P30 Pro utilisait une technique hybride de recadrage et de traitement avancé pour atteindre un zoom 10x tout en conservant un résultat très respectable.
Dès lors, d'autres fabricants se sont joints à la compétition en force. Samsung est entré dans le jeu avec le Le Galaxy S20 Ultra, suivi du Galaxy S21 Ultra, du S22 Ultra et du S23 Ultra., tous dotés de téléobjectifs périscopiques capables d'un fort grossissement et de modes de zoom hybrides pouvant atteindre 100x.
Des modèles Android tels que les suivants se sont également distingués : Le Xiaomi Mi 10 haut de gamme, le Mi 10 Ultra avec zoom hybride jusqu'à 120xLe Realme X3 SuperZoom et les OPPO Reno 10x Zoom et Find X2 Pro, qui utilisaient l'objectif téléobjectif périscopique comme argument de vente majeur de leurs capacités photographiques.
Même Apple, d'ordinaire plus conservatrice en matière de changements, a adopté le système. iPhone 15 Pro Max, avec un téléobjectif périscopique 5x et un zoom numérique jusqu'à 25xD'autres marques comme Honor ont également opté pour cette solution dans des modèles comme le Magic 5 Pro, faisant du périscope un élément quasi incontournable du haut de gamme.
Avantages des objectifs zoom périscopiques par rapport aux autres téléobjectifs
Le principal avantage de cette architecture est qu'elle permet obtenir de longues focales sans gonfler le module de la caméraEn plaçant le capteur et les lentilles sur le côté et en guidant la lumière à l'aide de prismes ou de miroirs, l'espace interne limité du téléphone est utilisé au maximum de son potentiel.
En termes courants, cela devient une véritable approche du sujet avec une perte de netteté minime…à condition de rester dans la plage de zoom optique. Contrairement au zoom numérique pur, le grossissement est ici obtenu physiquement grâce à des lentilles, et non par la « création » de pixels via un logiciel.
Un autre avantage important est sa polyvalence. Un seul téléphone portable vous permet d'avoir un objectif ultra grand-angle (0,5x), un appareil photo principal (1x), un téléobjectif court (2x ou 3x) et un téléobjectif long périscopique (5x ou plus)Cela vous permet de passer d'un plan très large à un détail éloigné sans avoir à bouger de votre position.
Les fabricants profitent également de la longue portée optique pour pousser le zoom hybride encore plus loinPartant d'un zoom périscopique 5x ou 10x, ils ajoutent le recadrage numérique et l'IA, atteignant des grossissements impressionnants comme 50x, 100x ou 120x. Plus le zoom est élevé, plus il dépend du logiciel et plus la qualité diminue, mais cela reste bien supérieur à l'utilisation du seul zoom numérique de l'appareil photo principal.
En photographie de portrait, de nombreux téléphones portables utilisent des focales équivalentes d'environ 85 à 135 mm pour obtenir une compression confortable des traits du visage et un flou d'arrière-plan esthétique. Dans ce cas, un objectif périscopique 5x est particulièrement utile pour réaliser des gros plans avec un arrière-plan bien détaché, à condition que la lumière soit bonne.
Qualité d'image : zoom optique, numérique et hybride
Pour bien comprendre pourquoi on parle autant du périscope, il est important d'établir une distinction claire. zoom optique, zoom numérique et zoom hybrideDes concepts que le marketing mêle à la joie.
El zoom optique C'est toujours la même méthode : on déplace ou on change d'objectif pour que l'image atteigne le capteur déjà agrandie. Il n'y a ni recadrage ni interpolation de pixels, donc toutes choses égales par ailleurs, le résultat est identique. C'est l'option de meilleure qualité, préservant la netteté et les détails fins.
El Le zoom numériqueAu lieu de cela, il recadre une zone centrale de l'image et développe ce fragment à l'aide d'un logiciel, en y ajoutant des informations qui n'existent pas.Plus vous forcez ce type de zoom, plus le bruit, les artefacts et la perte de détails apparaissent, surtout si vous souhaitez ensuite visualiser la photo en plus grand format.
El zoom hybride Il combine le meilleur (et certains des pires) des deux mondes. Premièrement, il étire le portée optique du module périscopique À partir de là, un recadrage progressif est appliqué, ainsi que des algorithmes d'amélioration basés sur l'IA. Cela permet une plus grande portée tout en maintenant une qualité acceptable sur une grande partie du trajet.
Sur le marché haut de gamme actuel, la puissance de traitement et l'intelligence artificielle ont tellement progressé que… Zoom numérique modéré (jusqu'à 2x-3x sur l'appareil photo principal, légèrement plus sur le téléobjectif) Il offre des résultats très utiles pour les réseaux sociaux et les petits écrans. Cependant, lorsqu'on souhaite imprimer ou visualiser la photo à 100 % sur un moniteur, la différence entre la qualité optique et la qualité logicielle est flagrante.
Comportement du zoom périscopique dans des situations réelles
Au quotidien, le zoom périscopique se révèle particulièrement performant dans les scènes où il est nécessaire. très éloigné du sujet : faune sauvage, sports, concerts, architecture lointaine ou les détails des bâtiments lorsque vous voyagez et que vous ne pouvez pas vous en approcher davantage.
Avec un bon zoom optique 5x, vous pouvez obtenir des gros plans de haute qualité pris depuis les tribunes d'un stade ou depuis l'autre rive d'une rivièreSur les téléphones portables les plus avancés, certains modules atteignent un zoom optique 10x, ce qui ouvre encore plus de possibilités pour capturer des scènes éloignées sans recadrage extrême.
À partir de là, les modes hybrides entrent en jeu. Dans de nombreux modèles haut de gamme, le La plage de grossissement entre 10x et 20x reste tout à fait utilisable.Surtout en bonne luminosité. Au-delà d'un grossissement de 30x, la qualité commence à se dégrader sensiblement, mais cela reste utile pour observer ou documenter des détails qui seraient autrement invisibles.
Par conséquent, dans le spectacle de nuit Le zoom périscopique fait toute la différence la qualité du capteur, la stabilisation optique de l'image (OIS) et le logiciel de traitementDeux téléphones portables dotés de spécifications de zoom similaires peuvent avoir des performances très différentes au coucher du soleil.
Continuité des visioconférences : le grand défi d'aujourd'hui
Il existe une astuce importante en photographie mobile : lorsque vous passez de 1x à 5x sur l’interface, vous… Il n'existe pas d'objectif unique dont la distance focale varie continuellement. comme le zoom d'un appareil photo professionnel.
Ce qui se passe en coulisses, c'est que le téléphone portable… passer d'un capteur fixe à un autre (ultra grand-angle, objectif principal, téléobjectif court, téléobjectif périscopique) et le remplissage des zones intermédiaires par recadrage numérique et intelligence artificielle. C'est pourquoi, à certains niveaux de zoom intermédiaires, on observe des changements de couleur, de contraste ou de détails qui semblent presque « magiques » dans le viseur.
Ces changements brusques peuvent parfois donner à une photo prise à un niveau de zoom intermédiaire… de qualité inférieure à un autre produit fabriqué directement en 1x, 3x ou 5xMême si vous effectuez théoriquement un « zoom », le téléphone choisit simplement le capteur le plus efficace et calcule les coûts des autres.
Pour remédier à ce problème, plusieurs marques travaillent sur Systèmes de zoom optique continu pour téléphones portablesL'idée est qu'un seul module puisse faire varier sa distance focale en douceur, en conservant une netteté optimale sur toute la plage, comme un objectif zoom vidéo professionnel, mais dans un format ultra-compact.
Sony a déjà expérimenté quelque chose de similaire avec le Xperia 1 IV à portée limitée, LG a présenté des concepts il y a quelques années, et plus récemment Tecno a présenté un système appelé «Téléobjectif à continuum libre» qui, sur le papier, permettrait un zoom optique continu de 1x à 9x grâce à des lentilles dites Alvarez.
Zoom continu et nouveaux périscopes : quelles sont les prochaines étapes ?
Les Les lentilles Alvarez utilisent deux surfaces de forme libre qui se déplacent perpendiculairement à l'axe optiqueEn faisant glisser l'un sur l'autre, la puissance de l'ensemble varie sans allonger physiquement l'objectif, ce qui correspond parfaitement aux exigences d'un téléphone portable fin.
Ce type de conception permettrait un module unique capable de couvrir une large plage de zoomCela évite les ruptures entre les différentes caméras et améliore la continuité des couleurs, de l'exposition et des détails. Correctement implémentée, cette solution représenterait une amélioration significative par rapport aux systèmes à paliers fixes actuels.
Par ailleurs, Tecno a présenté un autre concept télépériscopique appelé « Téléobjectif à double miroir réfléchissant »Ce système vise à réduire l'encombrement. Au lieu d'un simple prisme qui dévie la lumière à 90 degrés, il la fait rebondir plusieurs fois sur plusieurs miroirs internes, repliant ainsi davantage son trajet à l'intérieur du module.
Selon la marque, cette optique coaxiale pourrait réduire le volume du module de 50 % et sa hauteur externe d'environ 10 %.C'est un atout indéniable si l'on souhaite des téléphones fins dotés de puissants téléobjectifs. Le revers de la médaille est que l'obstruction centrale du système de miroirs modifie la forme du flou d'arrière-plan.
Au lieu d'un bokeh rond classique, le flou tend à adopter une forme de « donut » ou d'anneauLe fabricant le présente comme un effet artistique curieux, mais en réalité, il s'agit d'une conséquence inévitable de la disposition des miroirs.
Autres types de zoom et comment le périscope s'intègre
Lorsqu'on parle de zoom périscopique, il est inévitable de le comparer à Les autres types de zoom disponibles sur les téléphones portables : optique classique, numérique et hybride.qui coexistent dans presque tous les modèles modernes.
Le zoom numérique a été le premier à apparaître sur les smartphones et simplement agrandit virtuellement l'image par recadrage et interpolationPlus on force le trait, plus on s'éloigne de la scène réelle : détails inventés, contours mal définis et, en général, une image de moindre qualité.
El zoom optique traditionnel Cela dépend de la focale et de la possibilité de la modifier physiquement grâce aux objectifs. En augmentant la focale, on obtient un zoom réaliste sans perte de détails. Les photos conservent leur résolution native et une texture plus naturelle.
El Le zoom hybride résulte du mélange des deuxIl commence par une base optique (un téléobjectif classique ou un objectif périscopique) et s'appuie sur le recadrage numérique et l'IA pour aller un peu plus loin sans dégrader l'image aussi rapidement qu'un objectif purement numérique à grossissement 1x.
Dans ce contexte, le périscope est crucial car Cela améliore considérablement le point de départ optique.Si l'on part d'un grossissement réel de 5x ou 10x, le zoom numérique supplémentaire nécessaire pour atteindre 20x ou 30x est bien moindre, et la qualité finale est donc moins affectée.
Téléphones mobiles dotés d'un zoom périscopique et de portées standard
Aujourd'hui, la plupart Les téléphones portables avec zoom périscopique appartiennent au segment haut de gamme.Cela s'applique aussi bien à Android qu'à iOS. La mise en œuvre de cette architecture reste coûteuse et complexe comparée à celle d'un téléconvertisseur classique 2x ou 3x.
Du côté d'Apple, l'exemple le plus clair est celui-ci : L'iPhone 15 Pro Max, doté d'un téléobjectif périscopique 5x Il est complété par un zoom numérique jusqu'à 25x. Les autres modèles de la marque sont équipés de téléobjectifs plus courts, dépourvus de ce type de système.
Sous Android, Samsung a consacré plusieurs générations à perfectionner ses modules périscope dans la série Galaxy S Ultra : Le Galaxy S20 Ultra a ouvert la voie, suivi par le S21 Ultra et le S23 Ultra., avec des plages de grossissement hybrides énormes allant jusqu'à 100x grâce à un puissant téléobjectif optique.
Malgré ses problèmes commerciaux, Huawei reste une référence grâce à son séries haut de gamme P et Mate…dans lequel le zoom périscopique joue un rôle clé depuis le P30 Pro. Xiaomi a lancé des offres agressives telles que… Mon iPhone 10 Ultra avec un zoom hybride impressionnant de 120x, appuyée par un processus juridique rigoureux.
D'autres marques telles que realme et OPPO se sont fortement engagés envers le périscope. avec des modèles tels que le realme X3 SuperZoom, l'OPPO Reno 10x Zoom ou le Find X2 Pro, qui ont utilisé cette technologie comme élément de différenciation dans leur catalogue.
Applications du zoom périscopique en photographie et en vidéo
En photographie de tous les jours, le zoom périscopique excelle lorsque vous souhaitez capturer des détails éloignés sans se déplacer physiquementIl est idéal pour représenter les oiseaux, les animaux sauvages, les sujets sur scène, les personnages d'un jeu ou les éléments architecturaux hors de votre portée.
Pour les portraits, un grossissement de 2x ou 3x est déjà très satisfaisant, mais un grossissement de 5x peut offrir davantage. Plans très serrés et expressifs avec un arrière-plan très compresséCombiné au mode portrait et à la simulation d'ouverture, vous pouvez obtenir un rendu très proche de celui d'un téléobjectif dédié, en gardant toujours à l'esprit que le capteur du téléphone portable est plus petit.
En vidéo, les périscopes commencent à gagner en importance. La combinaison de Stabilisation d'image optique (OIS) et stabilisation d'image électronique (EIS) Il permet d'enregistrer des clips avec un zoom important sans que les tremblements soient insupportables, même si le maintien d'une qualité homogène sur toute la plage dynamique reste plus difficile qu'en photographie.
Le monde de la vidéo professionnelle exige, outre la qualité, Transitions de zoom fluides, sans sauts d'exposition ni changements brusques de mise au point.Intégrer une technologie de type « zoom parfocal » (qui ne perd pas la mise au point lors du zoom) dans un module de smartphone miniature est l'un des grands défis des technologies de zoom continu.
Parallèlement, la plupart des fabricants perfectionnent de plus en plus leurs algorithmes afin que, lors du passage d'un zoom 1x à un zoom 5x ou 10x en vidéo, les changements de couleur, de netteté et de bruit soient minimisés. être aussi discret que possible pour l'utilisateur moyen.
Tout porte à croire que le zoom périscopique restera d'actualité. la meilleure solution pour avoir des téléobjectifs longue portée dans des téléphones portables finsAvec l'apparition de designs continus, d'objectifs spéciaux et de modules pliables encore plus compacts, chaque nouvelle génération réduit davantage l'écart entre les smartphones et les appareils photo traditionnels, rendant plus facile et, surtout, de meilleure qualité le fait de se rapprocher de l'action avec son téléphone portable qu'auparavant.
