攝像頭已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電子產(chǎn)品中，尤其是手機(jī)、平板等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了攝像頭產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)。
布局?jǐn)z像頭產(chǎn)業(yè)的主要參與者集中在亞洲的中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣、日本、韓國(guó)等地區(qū)，以典型的手機(jī)攝像頭成本分布，占比最大的是CIS、鏡頭和模組。
從手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)看，最主要的四個(gè)部分為：圖像傳感器Sensor（將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)）、Lens、音圈馬達(dá)和紅外濾光片。
據(jù)了解，拍攝景物通過(guò)鏡頭，將生成的光學(xué)圖像投射到傳感器上，然后光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)DSP加工處理，再被送到手機(jī)處理器中進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)換成手機(jī)屏幕上能夠看到的圖像。
在供應(yīng)鏈端，除了極少數(shù)廠商具備垂直一體化的廠商，大部分廠商都將業(yè)務(wù)集中于產(chǎn)業(yè)中的某一個(gè)環(huán)節(jié)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)像頭模組企業(yè)主要包括歐菲科技、舜宇光學(xué)、丘鈦科技、信利國(guó)際、合力泰、盛泰、貴州眾鑫、富士康、三贏興、成像通、聯(lián)合影像、四季春、金康、群暉科技、信豐世嘉、鑫晨光、桑萊士、凱木金、東聚、日永、三星電機(jī)、LG ninotek、高偉、立景創(chuàng)新、致伸科技等企業(yè)。
CMOS圖像傳感器廠商主要包括索尼、三星、格科微、OV、思比科、比亞迪、海力士等企業(yè)；手機(jī)鏡頭廠商主要包括大立光、舜宇光學(xué)、玉晶光、瑞聲科技、聯(lián)創(chuàng)電子、歐菲、禾瑞、星聚宇、華鑫、興邦、都樂(lè)、霸王光學(xué)、新鉅科、旭業(yè)、關(guān)東辰美、Kolen、SEMCO等企業(yè)。
馬達(dá)廠商主要有阿爾卑斯、TDK、三美、新思考、比路、皓澤、中藍(lán)、三美達(dá)、東勤、金誠(chéng)泰、松諾、貴鑫等企業(yè)，濾光片廠商主要包括Viavi、水晶光電、旭晶等企業(yè)。
談及攝像頭的基礎(chǔ)配置，最直觀的莫過(guò)于像素。筆者梳理資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，最初J-SH04的像素只有10萬(wàn)，3年后夏普就將像素推上百萬(wàn)級(jí)，自夏普在2000年推出世界上第一臺(tái)具備拍照功能的手機(jī)開(kāi)始，廠商圍繞攝像頭的改進(jìn)從未停歇。
進(jìn)入2019年，光學(xué)市場(chǎng)像素持續(xù)升級(jí)，手機(jī)攝像頭從雙攝升級(jí)至三攝，從去年主流的4800萬(wàn)像素升級(jí)至6400萬(wàn)像素，除了像素升級(jí)外，3D攝像頭、潛望式、屏下攝像頭成為各大品牌廠商創(chuàng)新的重點(diǎn)。
多家品牌齊發(fā)三攝機(jī)型
細(xì)細(xì)觀察今年的手機(jī)市場(chǎng)，三攝市場(chǎng)趨勢(shì)頗為明顯。2019年上半年，小米在北京發(fā)布了帶有后置三攝的小米9系列新機(jī)，在小米9發(fā)布后，三星于21日凌晨三點(diǎn)（北京時(shí)間）在美國(guó)舊金山發(fā)布了兩款帶有三攝的新機(jī)。
據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，今年上半年小米9、小米9SE、華為P30、OPPO Reno10倍光學(xué)變焦版、魅族16Xs、三星Galaxy S10+等機(jī)型均搭載了三攝像頭。
同時(shí)，除了上述機(jī)型外，根據(jù)知名分析師郭明錤還在報(bào)告中提到新一代iphone很可能會(huì)升級(jí)Face ID（提升泛光照明器Floodilluminator的功率），頂配版將提供后置三鏡頭（廣角+長(zhǎng)焦+超廣角鏡頭）。
基于此，這也就意味著華為、小米、OPPO、vivo、三星、魅族等手機(jī)品牌均搭載了三攝。
市場(chǎng)占有率方面，據(jù)Sigmaintell的預(yù)測(cè)，2019年全球三攝的智能手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)約為2.4億臺(tái)，比2018年增長(zhǎng)12倍。
IDC預(yù)測(cè)2019年華為三攝手機(jī)的出貨量占比將達(dá)到25%，蘋(píng)果是22%，三星是20%，此外，OPPO、vivo及小米也都將有不錯(cuò)的表現(xiàn)，三攝手機(jī)有望占據(jù)手機(jī)市場(chǎng)總份額的15%。
筆者在統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，三攝不僅在高端機(jī)型中出現(xiàn)，在中低端市場(chǎng)也同樣存在。以魅族16Xs為例，這款機(jī)型售價(jià)1698元起。
三攝的持續(xù)滲透與其帶給用戶體驗(yàn)有關(guān)，據(jù)了解，三攝一方面可以大幅改善成像質(zhì)量，提供更好的光學(xué)變焦功能，另一方面是對(duì)雙攝的進(jìn)一步升級(jí)，在硬件和算法的層面擁有更好的基礎(chǔ)。
此外，通過(guò)梳理部分典型機(jī)型的三攝供應(yīng)商可以發(fā)現(xiàn)，三攝的滲透，給手機(jī)攝像頭相關(guān)供應(yīng)商帶來(lái)了機(jī)遇，而由于攝像頭的用量的增多，終端廠商在供應(yīng)商的選擇上也顯得更為開(kāi)放。
不過(guò)，在光學(xué)市場(chǎng)持續(xù)升級(jí)的路上，有企業(yè)因手機(jī)行業(yè)大環(huán)境及競(jìng)爭(zhēng)加劇而停產(chǎn)。日前，深圳九有股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“九有股份”）接到控股子公司深圳博立信科技有限公司的停產(chǎn)報(bào)告。
據(jù)了解，停產(chǎn)原因是由于目前手機(jī)攝像頭模組產(chǎn)能處于飽和狀態(tài)，同行業(yè)采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)策略搶奪為數(shù)不多的訂單，造成市場(chǎng)上訂單基本無(wú)利潤(rùn)，博立信現(xiàn)金流緊張，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)資金短缺，沒(méi)有承接新的訂單，生產(chǎn)持續(xù)萎縮，處于虧損狀態(tài)。為了遏制和減少虧損的局面，降低損失、減少風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)奈停產(chǎn)。
此外，今年上半年筆者在走訪企業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，目前攝像頭企業(yè)分水嶺愈演愈烈，以攝像頭模組市場(chǎng)為例，有的企業(yè)訂單滿載，而有的攝像頭模組企業(yè)因出貨量下滑而轉(zhuǎn)做非手機(jī)類(lèi)攝像頭業(yè)務(wù)。
潛望式攝像：突破光學(xué)變焦之桎梏
結(jié)合目前已發(fā)布的三攝、四攝機(jī)型情況以及三種主流的雙攝搭配方案，嘗試新的光學(xué)變焦能力（不管是超廣角還是長(zhǎng)焦）是多攝方案的一個(gè)主要設(shè)計(jì)思路，而P30 Pro和OPPO Reno采用潛望式攝像頭，表明高倍數(shù)的光學(xué)變焦有望成為未來(lái)幾年手機(jī)攝像頭的主要進(jìn)階方向之一。
其實(shí)，自從有移動(dòng)電話以來(lái)，體積的不斷變小是整個(gè)行業(yè)進(jìn)步的象征，也是前行的主旋律。但是這一趨勢(shì)卻與手機(jī)攝影的發(fā)展正好背道而馳，狹小的手機(jī)空間限制了手機(jī)所能承載的光學(xué)器件。
而華為P30 Pro搭載的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭則巧妙的繞過(guò)這一阻礙，開(kāi)辟了一條全新的手機(jī)攝像頭發(fā)展之路。
根據(jù)公開(kāi)資料顯示，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的核心原理是通過(guò)一塊棱鏡將光線折射九十度，改為利用手機(jī)的長(zhǎng)度空間來(lái)作為鏡頭變焦的空間，也就規(guī)避了機(jī)身厚度的限制。但實(shí)現(xiàn)九十度折射并達(dá)到優(yōu)秀的成像效果并沒(méi)有描述這么簡(jiǎn)單。這其中有著嚴(yán)密的光學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)于三棱鏡的擺放精度、兩道光路的調(diào)優(yōu)都有著幾乎雙倍嚴(yán)苛于現(xiàn)有的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。
一位業(yè)內(nèi)人士曾向筆者透露：“華為潛望式攝像頭制造難度較大，一個(gè)是SMA馬達(dá)，一個(gè)是棱鏡，這兩個(gè)產(chǎn)品都是全新的設(shè)計(jì)。”
據(jù)了解，華為P30 Pro的潛望式攝像頭由光學(xué)傳感器、濾光片、轉(zhuǎn)圈馬達(dá)、鏡頭組、棱鏡等一系列部件組成，能夠達(dá)到極高的光學(xué)變焦倍數(shù)。同時(shí)，在潛望式攝像頭中，有兩個(gè)馬達(dá)。
OPPO Reno 10倍變焦版采用橫向排列的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，并使用D—Cut工藝降低了鏡片的厚度，共馬達(dá)設(shè)計(jì)將主鏡頭和廣角鏡頭中原本獨(dú)立的兩個(gè)對(duì)焦馬達(dá)合二為一，進(jìn)一步節(jié)省了內(nèi)部空間。
據(jù)了解，OPPO Reno 10倍變焦版最終整個(gè)長(zhǎng)焦鏡頭潛望式模組的厚度僅5.75mm，讓高倍變焦和輕薄機(jī)身可以共存。
當(dāng)然，潛望式鏡頭設(shè)計(jì)也存在缺點(diǎn)。潛望式鏡頭雖然減少了模組厚度，但是模組面積確有所增加，整體來(lái)看仍將占用不少的手機(jī)內(nèi)部空間，而且模組的面積與鏡頭的等效焦距在一定程度上正相關(guān)，因此品牌廠商最終仍需要在等效焦距與內(nèi)部空間占用之間進(jìn)行選擇。
同時(shí)，潛望式設(shè)計(jì)下，鏡片和感光元件被豎直安放，兩者的尺寸（特別是圓形的鏡片）會(huì)限制模組厚度的降低。
智能手機(jī)的攝像頭模組一般由鏡頭、音圈馬達(dá)、紅外濾光片、CIS芯片及托架等組成，其中鏡頭及模組、馬達(dá)環(huán)節(jié)有望在潛望式鏡頭滲透率提升的帶動(dòng)下迎來(lái)單機(jī)價(jià)值量的提升。
據(jù)資料顯示，潛望式鏡頭設(shè)計(jì)對(duì)鏡頭環(huán)節(jié)的影響主要有三個(gè)方面，其一，該設(shè)計(jì)會(huì)新增1—2個(gè)三棱鏡作為折光元件，這是最為明確的增量，而且三菱鏡的材質(zhì)一般會(huì)選用玻璃，而過(guò)去的手機(jī)鏡頭材質(zhì)一般為塑膠，因此具備玻璃光學(xué)元件制造能力的企業(yè)有望受益。
其二，光線通過(guò)折光元件的偏折之后其光通量會(huì)有所下降，因此后續(xù)鏡頭對(duì)光通量的損耗需要有所減少，由于玻璃鏡片的透光率優(yōu)于塑膠鏡片，因此玻塑混合鏡頭的滲透率有望加速，當(dāng)然，玻塑混合鏡頭目前仍面臨成本以及產(chǎn)能的問(wèn)題，而隨著鏡頭廠不斷擴(kuò)充玻璃鏡片的產(chǎn)能，并且由產(chǎn)能擴(kuò)充帶動(dòng)成本下行，玻塑混合鏡頭有望開(kāi)始從高端機(jī)型開(kāi)始滲透。
其三，OPPO使用的D-cut鏡片用于降低潛望式模組厚度，該鏡片采用非堆疊注塑成型的生產(chǎn)工藝，新工藝的使用有望增加鏡頭價(jià)值量。
不管是玻璃鏡片的滲透還是新工藝的采用，率先展開(kāi)布局的如大立光、舜宇光學(xué)和水晶光電、利達(dá)光電等受益較高，需要關(guān)注的是能否通過(guò)良率的提升實(shí)現(xiàn)成本下降，從而加速該設(shè)計(jì)往中低端手機(jī)市場(chǎng)的滲透。
在攝像頭模組市場(chǎng)，從單攝到雙攝甚至多攝，對(duì)于攝像頭模組企業(yè)來(lái)說(shuō)，并不是將多個(gè)攝像頭進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，而是需要對(duì)模組的鏡頭位置穩(wěn)定性及光軸平行度等重要參數(shù)進(jìn)行更為嚴(yán)格的把控，而潛望式設(shè)計(jì)的導(dǎo)入有望進(jìn)一步提升參數(shù)把控的難度及重要性，因此會(huì)對(duì)模組企業(yè)的封裝技術(shù)和設(shè)備的精密度提出更高要求，比如使用AA制程進(jìn)行模組的鏡頭對(duì)準(zhǔn)，這無(wú)疑拔高了攝像頭模組的行業(yè)壁壘，具備較強(qiáng)技術(shù)積累以及在設(shè)備端率先布局的攝像頭模組企業(yè)有望率先受益多攝及潛望式鏡頭的滲透。
2D到3D：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感
3D感測(cè)在智能手機(jī)中的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，包括解鎖，安全支付，AR/VR，3D建模等，未來(lái)幾年，隨著智能手機(jī)3D攝像頭的供應(yīng)鏈逐漸成熟，消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)⒊蔀?D感測(cè)的主要戰(zhàn)場(chǎng)之一。
3D結(jié)構(gòu)光先行，TOF快速突破。目前來(lái)看，3D感測(cè)在智能手機(jī)中的主要應(yīng)用場(chǎng)景為解鎖和安全支付，如iPhone X，小米8探索版以及OPPO Find X配備的3D結(jié)構(gòu)光。
而去年第四季度，vivo NEX雙屏版、OPPO R17 Pro、榮耀V20均發(fā)布了搭載TOF的機(jī)型，進(jìn)入2019年，TOF滲透率遠(yuǎn)超結(jié)構(gòu)光方案。根據(jù)早前的消息，國(guó)內(nèi)四大品牌均有上TOF的項(xiàng)目。
而在最新報(bào)告中，郭明錤針對(duì)蘋(píng)果及華為搭載TOF技術(shù)也有預(yù)測(cè)。其表示，蘋(píng)果方面，預(yù)期2020年下半年3款都將配備前置3D攝像頭，當(dāng)中2款新機(jī)會(huì)配備后置TOF，另外，2020年配備前后VCSEL，也就是前置鏡頭搭配結(jié)構(gòu)光，后置鏡頭搭配TOF的iphone出貨量，預(yù)計(jì)可達(dá)約4500萬(wàn)支。
在華為這一領(lǐng)域，郭明錤表示，華為旗下高端機(jī)型Mate系列和P系列將統(tǒng)統(tǒng)使用前、后置TOF技術(shù)的攝像頭，預(yù)計(jì)華為在2019年與2020年配備前后TOF手機(jī)出貨量，分別達(dá)約1200萬(wàn)與2700萬(wàn)支。
針對(duì)TOF這一技術(shù)的應(yīng)用，郭明錤也給出了自己的看法，其認(rèn)為，手機(jī)后置鏡頭采用TOF的用意，主要在于改善拍照品質(zhì)以及提供AR應(yīng)用，在高階市場(chǎng)滲透率渴望逐漸成長(zhǎng)，因5G與TOF均有利于推廣AR技術(shù)。因此，相信蘋(píng)果與華為是2020年最積極采用5G與后置TOF技術(shù)的品牌手機(jī)業(yè)者。
據(jù)了解，TOF方案的發(fā)射端主要由紅外光源（VCSEL）和擴(kuò)散片組成，因?yàn)椴恍枰厥馀帕械狞c(diǎn)陣，TOF的發(fā)射端相較于結(jié)構(gòu)光更為簡(jiǎn)單，接收端則由鏡頭、窄帶濾光片和紅外CMOS組成，目前TOF方案主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離的3D拍攝，反射回來(lái)的紅外光信號(hào)較弱，且sensor的感光時(shí)間較短，因此CMOS的單像素尺寸較大，一般達(dá)到10um級(jí)別。
總體看來(lái)，結(jié)構(gòu)光方案較TOF方案更為復(fù)雜，成本相對(duì)較高，TOF方案支持遠(yuǎn)距離3D感測(cè)，可成為智能手機(jī)后置3D攝像的選擇，配合ARKit等軟件系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)的AR體驗(yàn)。
屏下攝像頭遭哄搶?zhuān)簲?shù)家手機(jī)品牌屏下攝像頭技術(shù)爭(zhēng)相露面
智能手機(jī)發(fā)展到2019年，前置攝像頭已經(jīng)成為影響手機(jī)正面形態(tài)的最重要因素，甚至說(shuō)是唯一也不過(guò)分，而業(yè)界也一致認(rèn)為，只有解決了前置攝像頭放在屏下這一技術(shù)難題，才能實(shí)現(xiàn)真正的“未來(lái)手機(jī)”。
OPPO曾通過(guò)官方微信公眾號(hào)發(fā)文《OPPO首次實(shí)現(xiàn)了屏下攝像頭》，稱(chēng)全面屏當(dāng)前解決方案在升降攝像頭、劉海屏、水滴屏或者挖孔屏之后，出現(xiàn)了全新的解決方案，即將前置攝像頭方在屏幕下面，從而實(shí)現(xiàn)真正的全面屏。
OPPO宣稱(chēng)2019年6月3日，首次實(shí)現(xiàn)了屏下攝像頭。OPPO副總裁沈義人通過(guò)微博發(fā)布了利用不知名樣機(jī)實(shí)現(xiàn)屏下攝像頭的視頻。通過(guò)視頻可以看出，這款樣機(jī)，將前置攝像頭放在手機(jī)頂端，不工作的時(shí)候，攝像頭區(qū)域是一塊完好的屏幕，只有打開(kāi)使用前置攝像頭的時(shí)候，攝像頭處會(huì)閃出一道光圈，顯示出其位置。
為了錨定首次實(shí)現(xiàn)屏下攝像頭合法性，OPPO稱(chēng)其2018年6月已經(jīng)申請(qǐng)了屏下攝像頭相關(guān)專(zhuān)利，其中包括電子設(shè)備、圖像處理方法和裝置、圖像處理模塊、攝像頭等專(zhuān)利。
而同一天的數(shù)小時(shí)后，小米總裁林斌在其微博上公布了小米9屏下攝像頭版，小米公司產(chǎn)品總監(jiān)王騰補(bǔ)充道，這個(gè)視頻本來(lái)是想上個(gè)月發(fā)的，擔(dān)心影響K20的宣傳就壓了下，視頻可以看出自拍效果是很好的，但是顯示效果還需要時(shí)間優(yōu)化，請(qǐng)大家先睹為快，我們還需要些時(shí)間繼續(xù)優(yōu)化。
隨后，小米官方發(fā)布消息稱(chēng)，這一次，我們創(chuàng)新的將前置相機(jī)隱藏于屏幕之下，完整的全面屏擁有極致的震撼視野，自拍時(shí)，前置相機(jī)上方的屏幕頃刻透明，使得光線充分進(jìn)入，形成絕美自拍，可以說(shuō)這是前置相機(jī)和全面屏醉和諧的共存方式，也是目前醉終極的全面屏解決方案。
小米官方方案里稱(chēng)，屏幕里還有一塊“透明屏”，可顯示，亦可透明，“隱視屏是小米具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，全新定制屏幕在前置相機(jī)區(qū)域是一塊小的透明屏，具有低反射、高透光率的特性。”
隨后不久，外媒也曝光了華為的屏下攝像頭專(zhuān)利。據(jù)報(bào)道，華為在隱藏或利用屏下攝像頭區(qū)域至少有6個(gè)解決方案。專(zhuān)利圖顯示，當(dāng)你打電話時(shí)，屏下攝像頭區(qū)域會(huì)顯示你打電話的時(shí)間。
當(dāng)你拍照時(shí)，可以顯示你當(dāng)前的拍照模式；當(dāng)你在通話中切換到桌面時(shí)，還可以顯示你正在撥打的信息等。
從公布的專(zhuān)利圖來(lái)看，華為不僅在試驗(yàn)屏下攝像頭的可行性，同時(shí)還做了很多UI適配。
可以看到，專(zhuān)利中顯示的攝像頭位置是在屏幕的左上角，在正常情況下，該區(qū)域可以顯示通知圖標(biāo)、免提狀態(tài)下的電話浮窗等信息，而在啟動(dòng)前置攝像頭之后，借助先進(jìn)的薄膜、玻璃以及OLED自發(fā)光等特性，攝像頭便可以透過(guò)屏幕直接成像了。
此外，這些專(zhuān)利文件還透露了一個(gè)信息，那就是華為可能會(huì)將前置屏下攝像頭放置在左上角而不是像OPPO那樣的居中位置，也就是目前Honor View20和Huawei nova 5i的位置。
從目前的情況來(lái)看，屏下攝像頭正成為各大手機(jī)品牌創(chuàng)新的重要方向，雖然說(shuō)目前量產(chǎn)時(shí)間尚不確定，但華為的加入及其他品牌商的布局或?qū)⒋偈蛊料聰z像頭成為下一波智能手機(jī)的又一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
01月07日 18:14
