Lange Zeit schien es unmöglich: Echten optischen Zoom mit physisch langen Objektiven in die immer dünner werdenden Gehäuse von Smartphones zu integrieren. Die optischen Elemente, die für eine starke Vergrößerung nötig sind, nehmen einfach Platz ein – viel mehr Platz, als im Inneren eines modernen Handys normalerweise zur Verfügung steht. Hersteller standen vor einem Dilemma: entweder auf echten Zoom verzichten oder das Design des Telefons stark verändern.
Bevor sich eine elegante Lösung durchsetzte, gab es einige durchaus kreative, aber oft auch klobige Versuche, das Zoom-Problem zu umgehen oder zu lösen. Diese Experimente zeigten den Wunsch der Nutzer nach besseren Zoom-Funktionen, aber auch die Schwierigkeit, diese in ein handliches Format zu pressen.
Kreative Experimente der Vergangenheit
Die Geschichte des Zooms in Handys ist gespickt mit interessanten Ansätzen. Erinnern Sie sich an Geräte wie das Samsung Galaxy S4 Zoom? Das war im Grunde eine Digitalkamera mit einem beeindruckenden 10-fachen optischen Zoomobjektiv, an das ein Smartphone "angebaut" war. Es war leistungsfähig in puncto Zoom, aber weit entfernt von der Form und dem Gefühl eines typischen Smartphones.
Ein anderer Ansatz kam von Sony mit dem DSC-QX10. Dies war ein externes Objektivmodul, das sich kabellos mit dem Smartphone verbinden und per Clip befestigen ließ. Praktisch jedes Handy konnte so mit einem 10-fachen Zoom ausgestattet werden. Es war flexibel, aber umständlich im täglichen Gebrauch, da man immer ein zusätzliches Gadget mit sich führen musste.
Das Nokia 808 Pureview ging einen anderen Weg. Es setzte auf eine extrem hohe Megapixel-Zahl für seine Zeit (41 MP). Durch intelligentes Pixel-Binning und den großen Sensor konnte es einen verlustfreien digitalen 4-fach-Zoom anbieten. Man erhielt unabhängig von der Zoomstufe immer noch scharfe 8-Megapixel-Bilder, da die Software die überschüssigen Pixel nutzte, um Details zu erhalten, anstatt einfach nur digital zu vergrößern und zu interpolieren. Von diesen drei vorgestellten »Experimenten« hat sich interessanterweise nur die Technologie des Nokia-Handys in abgewandelter Form durchgesetzt. Heute nutzen viele Smartphones hochauflösende Sensoren in Kombination mit Software, um einen möglichst guten Digitalzoom zu erzielen, auch wenn dies nicht mit echtem optischem Zoom vergleichbar ist.
Die wirkliche Revolution im mobilen Zoom kam jedoch mit einer alten, aber neu interpretierten Technologie: dem Periskop.
Was genau ist ein Periskop?
Das Periskop ist eine optische Vorrichtung, deren Ursprünge weit zurückreichen und die untrennbar mit U-Booten verbunden ist. Stellen Sie sich vor, Sie sind in einem geschützten Raum oder unter Wasser und möchten sehen, was sich außerhalb oder über einem Hindernis befindet, ohne sich selbst exponieren zu müssen. Genau das leistet ein Periskop.
Es ermöglicht den Blick um Ecken oder über Hindernisse hinweg. Für U-Boote war das Periskop von entscheidender Bedeutung, um die Wasseroberfläche und die Umgebung zu überwachen, ohne auftauchen und damit die Position preisgeben zu müssen.
Das erste rudimentäre Periskop wurde bereits im Jahre 1854 von Hippolyte Marié-Davy erfunden. Die Konstruktion war damals wie heute im Prinzip simpel, aber effektiv: ein dünnes Rohr oder Gehäuse mit zwei schrägen Spiegeln (oder Prismen) an jedem Ende. Licht, das in das obere Ende einfällt, wird vom ersten Spiegel im 90-Grad-Winkel nach unten reflektiert, durch das Rohr geleitet und am unteren Ende vom zweiten Spiegel erneut im 90-Grad-Winkel zum Auge des Betrachters (oder heute zum Sensor) reflektiert. So kann man quasi um die Ecke oder über ein Hindernis blicken.
Das Periskop im Smartphone: Eine geniale Lösung
Wie bringt man nun all die notwendigen optischen Linsen und Elemente für ein Teleobjektiv in einem Smartphone unter, ohne dass das Gerät unhandlich dick wird? Die Linsen müssen einen bestimmten Abstand voneinander haben, um den gewünschten Vergrößerungseffekt zu erzielen. In einem herkömmlichen Kamera-Setup im Handy, bei dem die Linsen senkrecht zur Rückseite des Telefons gestapelt sind, würde ein langes Teleobjektiv einfach zu weit aus dem Gehäuse herausragen oder das Handy extrem dick machen.
Die Antwort, die so offensichtlich wie genial ist, stammt direkt aus dem Prinzip des Periskops: Man legt die optischen Elemente einfach längs ins Gehäuse. Anstatt die Linsen übereinander zu stapeln, werden sie nebeneinander entlang der Innenseite des Telefons platziert. Ein Spiegel, oft ein kleines Prisma, das hinter der äußeren Linse an der Rückseite des Telefons sitzt, lenkt das einfallende Licht um 90 Grad. Dieses umgelenkte Licht durchläuft dann die horizontal angeordneten Linsenelemente, bevor es am Ende dieses optischen Pfades auf den Bildsensor trifft.
Dieses Design, oft als "gefaltete Optik" bezeichnet, erlaubt es Herstellern, deutlich längere Brennweiten und damit stärkere optische Zooms in Smartphones zu integrieren, ohne die Bauhöhe drastisch erhöhen zu müssen. Das Handy bleibt relativ dünn, während es gleichzeitig eine beeindruckende Zoomfähigkeit erhält.
Vorteile und eine kleine Einschränkung
Der Hauptvorteil der Periskop-Kamera im Smartphone liegt auf der Hand: Sie ermöglicht echten, optischen Zoom über längere Distanzen. Während Digitalzoom immer mit einem Verlust an Bildqualität einhergeht (da die Software Pixel interpolieren muss), liefert optischer Zoom eine Vergrößerung durch die Bewegung von Linsenelementen, was zu deutlich schärferen und detailreicheren Bildern bei Vergrößerung führt.
Es gibt jedoch auch eine technische Überlegung, die nicht unbedingt ein Nachteil sein muss, aber bedacht werden muss: Der Bildsensor, der am Ende des Periskop-Pfades sitzt, kann oft nicht sehr groß sein. Ein großer Sensor würde mehr Platz benötigen und könnte das Telefon doch wieder dicker machen. Kleinere Bildsensoren haben in der Regel kleinere einzelne Pixel. Kleinere Pixel können weniger Licht einfangen, was bedeutet, dass das Signal stärker digital verstärkt werden muss. Dies kann unter Umständen zu mehr Bildrauschen führen, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen.
Interessanterweise ist ein kleinerer Sensor bei langen Zoom-Objektiven oft sogar wünschenswert, da er den sogenannten Crop-Faktor erhöht. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet ein kleinerer Sensor, dass der Bildausschnitt, der auf den Sensor fällt, bei gleicher Brennweite stärker vergrößert erscheint. Das Bild wirkt "näher herangezoomt". Dies ist perfekt für Zoom-Kameras in Handys, da es hilft, die gewünschte hohe Vergrößerung zu erreichen.
Smartphones mit Periskop-Kameras heute
Die Ära der Periskop-Kameras in Smartphones begann im Jahr 2019 mit dem beeindruckenden Huawei P30 Pro. Dieses Telefon war das erste, das eine solche Technologie kommerziell nutzte und bot einen 5-fachen optischen Zoom, der durch eine Kombination mit einem hochauflösenden Sensor und Software auf einen 10-fachen verlustfreien Hybrid-Zoom erweitert werden konnte. Es setzte einen neuen Standard für die Zoom-Fähigkeiten von Smartphones.
Seitdem haben immer mehr Hersteller diese Technologie in ihre Flaggschiff-Modelle integriert. Anfangs waren es vor allem chinesische Hersteller, die hier vorangingen. Einige aktuelle Beispiele für Handys, die eine Periskop-Kamera verbaut haben, sind:
- Huawei P60 Art
- OnePlus 11
- Honor Magic 5 Pro
- Xiaomi 14 Pro
Der größte Hersteller, der diese Technologie in großem Maßstab anbietet, ist Samsung. Modelle wie das Samsung Galaxy S23 Ultra verfügen über eine Periskop-Kamera, die sogar einen 10-fachen optischen Zoom ermöglicht. Auch andere Premium-Hersteller ziehen nach, wie das Sony Xperia 1 V, das ebenfalls eine solche Zoom-Optik besitzt.
Die Zukunft der Smartphone-Fotografie
Die Einführung der Periskop-Kamera durch Pioniere wie Huawei hat die Möglichkeiten der mobilen Fotografie erweitert. Mit dem Gerücht, dass sogar Apple in die noch relativ junge Smartphone-Technologie einsteigt – es wird erwartet, dass das kommende Top-Modell der iPhone 15-Serie, möglicherweise iPhone 15 Ultra genannt, eine Periskop-Kamera mit 6-fachem Zoom erhalten könnte – dürfte die Technologie einen weiteren Schub erfahren.
Der Einstieg eines Global Players wie Apple signalisiert oft die breite Akzeptanz und zukünftige Verbreitung einer Technologie. Es ist wahrscheinlich, dass in den kommenden Jahren immer mehr Smartphone-Hersteller Periskop-Optiken in ihre Geräte integrieren werden, um im Wettbewerb um die beste Kamera bestehen zu können.
Aktuell findet man Periskop-Kameras meist nur in den teuersten Flaggschiff-Modellen der Hersteller. Dies liegt an den Entwicklungskosten und der Komplexität der Integration. Es bleibt zu hoffen, dass mit der Zeit und zunehmender Verbreitung die Technologie günstiger wird und auch ihren Weg in preiswertere Handys finden wird, um mehr Nutzern Zugang zu besseren Zoom-Fähigkeiten zu ermöglichen.
Ob beispielsweise die neuen Google Pixel 8-Handys mit einer Periskop-Kamera ausgestattet sein werden, war zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels noch nicht bekannt. Die Entwicklung in diesem Bereich ist schnelllebig.
Häufig gestellte Fragen zu Periskop-Kameras im Smartphone
Hier beantworten wir einige gängige Fragen zu diesem Thema:
Was ist eine Periskop-Kamera im Smartphone?
Eine Periskop-Kamera ist ein spezielles Teleobjektiv-Design in einem Smartphone, das das Prinzip eines klassischen Periskops nutzt. Anstatt die Linsen senkrecht übereinander zu stapeln, werden sie horizontal im Gehäuse platziert. Ein Spiegel lenkt das Licht um 90 Grad, sodass es durch diese liegenden Linsenelemente zum Sensor gelangt. Dies ermöglicht längere Brennweiten und damit stärkere optische Zooms, ohne das Handy dicker zu machen.
Warum braucht man eine Periskop-Kamera für Zoom?
Herkömmliche Teleobjektive benötigen einen gewissen physischen Abstand zwischen den Linsen, um eine Vergrößerung zu erzielen. In einem dünnen Smartphone-Gehäuse ist dieser Abstand in der Dicke des Telefons begrenzt. Eine Periskop-Anordnung "faltet" den Lichtweg und legt ihn quer durchs Telefon, wodurch ein längerer optischer Pfad und somit ein stärkerer optischer Zoom möglich wird, ohne dass das Objektiv weit aus dem Gehäuse herausragt.
Wie funktioniert die Periskop-Kamera im Handy?
Das Licht fällt durch die äußere Linse an der Rückseite des Telefons und trifft auf einen Spiegel (oft ein Prisma), der es um 90 Grad umlenkt. Dieses umgelenkte Licht durchläuft dann eine Reihe von Linsen, die horizontal im Telefon angeordnet sind, ähnlich wie in einem kleinen Teleskop. Am Ende dieses Pfades befindet sich der Bildsensor, der das vergrößerte Bild aufnimmt.
Welche Smartphones nutzen Periskop-Kameras?
Eine Reihe von High-End-Smartphones nutzen diese Technologie. Dazu gehören Modelle wie das Huawei P30 Pro (das erste), Huawei P60 Art, OnePlus 11, Honor Magic 5 Pro, Xiaomi 14 Pro, Samsung Galaxy S23 Ultra und Sony Xperia 1 V. Auch zukünftige Modelle, wie das gerüchtete iPhone 15 Ultra, sollen diese Technologie integrieren.
Hat Apple Periskop-Kameras?
Zum aktuellen Zeitpunkt (basierend auf den bereitgestellten Informationen) hat Apple noch kein Modell mit einer Periskop-Kamera veröffentlicht. Es gibt jedoch starke Gerüchte, dass das kommende Top-Modell der iPhone 15-Serie eine solche Kamera für verbesserten Zoom erhalten wird.
Die Periskop-Kamera ist ein faszinierendes Beispiel dafür, wie alte Erfindungen mit modernen Technologien kombiniert werden können, um die Grenzen dessen zu erweitern, was mit mobilen Geräten möglich ist. Sie hat den Weg für echtes, leistungsstarkes Zoom in der Smartphone-Fotografie geebnet und wird voraussichtlich in Zukunft noch wichtiger werden.
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