2020年10月23日华为在欧洲的全球发布会上公布:在Mate40Pro+将首次搭载一颗自由曲面镜头，用于优化广角镜头的畸变问题。但许多人对“自由曲面镜头”这个陌生的名词还是丈二和尚摸不着头脑，今天观察君就从消费和产业两个角度对自由曲面镜头进行个简单梳理，一探自由曲面镜头的虚实。
消费端：自由曲面镜头能做什么？
广角合影：除却C位，皆是大脸。
合影的时候，没有谁喜欢站在最边上。因为脸会被镜头无情地拉扯，本身天生丽质的盛世美颜也变成了一张擀好的饺子皮。争抢C位引发的姐妹反目，兄弟相争更是数不甚数，朋友圈晒照成为新的一大社会不安定因素来源。而这背后的罪魁祸首正是本期的主角：广角畸变。
镜头的畸变是指靠近图像边缘的部分发生拉伸或压缩这一类的偏差。镜头内部是由一系列凹透镜和凸透镜构成的，由于其中的光学特性，不可避免的带来两种镜头畸变：
A图像边缘相对的向外弯曲的情况被称为“枕形畸变”，一般出现在长焦镜头中。
B图像边缘部分向内弯曲的情况被称为“桶形畸变”，一般出现在广角镜头中。
目前处理广角畸变主要有以下几种方案:主要体现在摄影技巧，软件层面，以及硬件层面。现阶段发展较好的是软件层面，特别是通过AI算法进行后期处理。AI算法能够对镜头畸变进行一定的优化，算法本身也在不断迭代升级，未来存在着无限可能。但目前算法还存在有损画质，优化效果不理想等问题。
新解决方案与新挑战
华为一直想做更大的广角，但同时也想兼具弱光的性能，拍照色彩的性能。落实到硬件层面就需要更大的传感器大底，更广角的镜头，如此一来图像就会面临很严重的畸变，以及边缘的画质下降的问题。寻找镜头畸变的解决方案就成了各终端厂商绕不开的山峰。
硬件层面受到CMOS形状，透镜的物理性质影响，此前一直没有突破性的进展。这次推出的自由曲面镜头就是现阶段向消费者交出的第一份答卷。在常规的非球面设计中加入自由曲面镜头，使镜头同时满足高像素,大广角,小畸变,超薄的特点。
但新的解决方案，也同时带来了新的挑战。使用了自由曲面，打破了旋转对称性，对于加工难度而言，将是直线上升。模具不可以旋转对称地车削研磨了，而造好的镜片在和CMOS组装的时候，更是增加一个极为苛刻的绕光轴转动量的对齐要求。不论是生产速度还是良率都会受到极大的影响。
另外人眼对于4%之内的畸变很难分辨，目前在后期图像处理时通过算法矫正畸变已经有了不错的效果。为了对图像极致的追求，使用自由曲面镜头来纠正光学畸变所带来的边际效用是否能覆盖高昂的成本，以及消费者是否愿意为这样的提升买单还需要市场来检验。
产业端：自由曲面镜头需求仍待市场验证，国内厂商近年积极布局
据行业内人士透露，本次华为采用的自由曲面镜头由著名镜头厂商台湾大立光独供。大立光电股份有限公司，创立于1987年，于2002年正式在台湾证券交易所挂牌上市，为专业光学镜头设计及製造商。集团总部位于台中市南屯区精密机械园区，为全球精密光学塑胶镜头第一大厂，高阶手机镜头市占率第一。
据大立光的近期财报披露显示，大立光的产品平均毛利率在69%左右，而同阶段舜宇的毛利率只有20%左右。在大立光高毛利的背后是其强大的规模效应，技术优势，更是高昂的产品定价。虽然现在这款镜头的具体价格还未浮出水面，但考虑到大立光的品牌定位，以及自由曲面镜头作为一项难度较大刚刚商用的新技术，其价格应当是不会便宜。
若是华为这次首发的自由曲面镜头得到了消费者的认可，可以预见到这项技术将向更多终端厂商渗透。届时有技术储备、能提供更低价解决方案、供应链环节更简洁的其他企业也将有机会分一杯羹。
自由曲面镜头，谁在下注？
根据国家知识产权局公示的信息，目前公示的自由曲面摄像光学镜头相关专利共1401项。相关专利最早出现在2010年，大立光在2011年左右便有了相关专利部署。
但由于没有适配的应用终端以及复杂的制作工艺，随后自由曲面镜头技术度过的是一段漫长的蛰伏期。直到2016年这项技术才开始逐步回暖，并在2018年迎来了爆发式的增长。
从专利分布情况来看，自2018年开始出现企业迅速布局自由曲面镜头的趋势。其中瑞声科技最为突出，截至2020年11月1日瑞声旗下的自由曲面镜头专利共1364项，占中国地区相关专利总储备量的97%。
瑞声科技（AAC）是全球知名的精密制造龙头企业，在微型声学、电磁传动、精密结构件、射频天线等市场份额居全球前列。最早在2009年，瑞声科技（AAC）就已开始布局光学镜头业务，先后投资了瑞士Heptagon、丹麦Kaleido、日本I.Square等企业，成为其光学技术的主要来源。
据瑞声科技2019年财报显示，目前声学和电磁传动/精密结构件仍然是瑞声最主要的营收来源。但如今这两个业务板块的营收、毛利率均出现下滑，而光学业务则是迎来了94%的增长。由此光学业务对于瑞声未来的战略意义自然是不言而喻。
根据旭日大数据最新统计，2020年瑞声科技在镜头出货量上属于第二梯队，但较大立光、舜宇还有一定差距。
作为光学领域的后进者，瑞声科技既有劣势也有优势。在传统产品上，瑞声很难再争抢更多老牌厂家的份额，而在光学技术创新方面瑞声可以说是身轻如燕。从如此积极布局不难看出瑞声对这项技术的重视，对未来市场的信心，以及在新品类上进行弯道超车的野心。
回归主题，如果本次华为发布的自由曲面镜头在市场上试水成功，相信国内其他手机厂商也会抓紧跟进。当风口出现，拥有提前技术布局和优异制造能力的企业有望受益。自由曲面镜头究竟是昙花一现，还是会引发新一波的需求？旭日产研将持续为您关注。
孙俐俐
2020-11-11 09:25
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