儘管消費者千呼萬喚，目前仍僅有少數照相手機提供光學變焦(Optical Zoom)功能，大多數機種仍依賴技術層次較低的數位變焦(Digital Zoom)功能。
傳統的光學變焦，若不是改變鏡頭在相機光學軸上的位置，就是帶來固定位置鏡頭的形狀。兩種方法都可被接受，但缺點是體積較大、耗電過多且不夠堅固，因此都不適用於手機的相機。
現今趨勢朝向薄機身、耐撞擊機殼及長電池續航力的發展，有一種頗具潛力的解決方案可適用，就是結合一個簡單演算法的特殊設計鏡頭。
光學變焦品質佳但堅固性低
在介紹各種解決方案之前，必須先了解相機的變焦原理。變焦讓攝影師能拍攝靠近被拍攝的物體的照片，移動焦距比實際移動相機的位置要方便得多。也難怪消費者在選購數位相機或照相手機時，會把變焦列在「必備」功能清單內。大部分數位相機都把光學變焦列為標準配備，而目前照相手機的標準配備則僅有數位變焦。
光學變焦元件體積龐大、不耐撞擊且不符合照相手機對於堅固性的要求，數位變焦的效果則遠不及光學變焦。三倍光學變焦是指能放大風景中的某個區域，讓取景框內影像的解析度增加三倍。透過光學變焦，當放大倍數改變時，仍能維持資訊品質。
反觀數位變焦，過程中涉及裁切影像，並將裁切後的影像加以放大，以填補原始的畫素數量，讓影像看似經過放大。在數位變焦方面，擷取影像時光學解析度是固定的，放大後影像的資訊品質會衰減，衰減幅度和放大倍數平方值成正比。因此，經過數位變焦的相片，其視覺品質很快就讓人無法接受。
經過三倍的數位變焦，所拍到的影像資訊品質會減損91%。但數位變焦的重要優點，就是採用軟體，因此優點包括輕巧、堅固、瞬間完成、功耗幾乎可忽略且成本相對較低廉。
軟體強化鏡頭可輸出高品質畫面
傳統相機光學鏡片的唯一目的，是將景物盡量以最接近真實的方式重現在底片上。業者大量投入讓彩度與照度達到最佳均勻度、頻率/對比反應及其他光學標準，讓影像感測器上的景物達到最佳光學傳真度。
最新研發的軟體強化(Software-enhanced)鏡頭，採用特殊的鏡頭設計，並搭配一個專屬的演算法來處理這種特殊鏡頭所拍攝的影像。鏡頭會操控光線，根據想要的效果，在相機的感光元件上調整出相對應的強度分布。其中包括預先定義的補償扭曲，或是點擴散函數的行為，達成延伸的景深效果。
大多數情況中，由於經處理的影像不會和原始影像一樣，因此須經軟體進一步修正。然而，影像是透過已知的程序處理，可透過數位方法進行復原，以達成高品質的輸出。軟體強化鏡頭能提供一些常用的鏡頭功能，而利用固定式鏡頭進行光學變焦，就是一例。
光學/數位變焦難題迎刃而解
新方案能克服光學與數位變焦的許多問題，運用永久固定的特殊鏡頭，搭配簡短且高效的演算法，這種技巧能達三倍光學變焦效果，且體積小於機械變焦零組件，耗電量極低，且沒有用到會移動的零件，生產成本低廉，對於照相手機而言，是一種極誘人的解決方案。
軟體強化鏡頭提供光學變焦效果，採用的是一個特殊設計的固定式鏡頭(Fixed-lens)，在成像區域產生刻意不均勻的光學資訊密度，以配合固態成像元件的量化格式。這種方法和自然成像流程相反。
許多動物的眼球瞳孔直徑是單一固定的，尤其是掠食性鳥類，其眼睛的晶狀體是標準的，但其視網膜上還有視桿細胞和圓錐細胞。兩種情況產生的影像都是扭曲的，但這些影像都可以進行校正，因為晶狀體的設計，還有成像元件(或視網膜)的畫素扭曲都是已知的。
軟體強化光學變焦鏡片所產生的影像扭曲，表面看似魚眼鏡頭，但軟體強化光學變焦鏡片能在變焦範圍內提供許多優勢。在一倍變焦時，演算法必須對中央景物的細節進行補償，再透過軟體強化鏡片來提高解析度，因此補償程序不會大幅降低影像品質。
軟體強化鏡片與搭配的演算法經過特殊設計，能達到幾乎和傳統相機一樣好的影像品質。因此在魚眼鏡片的中央景物變焦時，適合採用這種技術。
軟體強化鏡片在較高放大倍率時，邊緣影像會被切除，只留下經過放大的中間區域影像，其所攝得的影像會經過扭曲校正。這個程序基本上會異於數位變焦，因為放大的效果來自鏡片的動作，因此經過縮放的影像，其解析度保持不變。
數位攝影的變焦系統，通常有三倍的放大率。上述的軟體強化鏡片，在配合低廉的解決方案時，可達到三倍的放大倍率。
照相手機鏡頭能力大幅提升
軟體強化鏡片解決方案，在光學變焦方面的利益，是光學組件的光圈值不會隨著放大倍率而改變，因為焦距是固定不變的。如此即可避免機械光學變焦系統在低照度環境下拍攝效果不佳的缺點。這種模式的另一個重要好處，是鏡片組的高度，遠低於機械式移動變焦鏡頭要達到相同倍率所需的高度，因此可製造出更短的相機模組，以及更薄的照相手機。
軟體強化鏡片的變焦解決方案可輕易建置。鏡片是在光學組件內就完成製造程序，就和標準固定式鏡片一樣。扭曲校正是一個固定的數學轉換式。可建置在影像處理程序的末端，並置於JPEG壓縮程序之前，程式碼相當精簡，相容於各種畫面更新率的視訊影像格式。
軟體強化鏡片會產生一個扭曲的影像，讓中央區域的景物，提高其放大率與解析度方面。簡單的演算法可消除扭曲，並在變焦範圍內，允許連續的景深變化。變焦倍率最高可達三倍，且影像資訊的品質不會減損。這種模式提供獨特、低成本且新穎的解決方案，不僅具備光學變焦的特色，還符合照相手機在價位、尺寸及可靠度方面的限制。
(本文作者為Tessera台灣區總經理暨東亞區總監)