摄像头产业链全景分析报告之摄像头技术趋势

像素是成像质量的一个非常重要的因素,当前5M和8M的摄像头已经成为后置摄像头的主力,而且千万像素摄像头已经成为各品牌新一代旗舰机型的标配,诺基亚808PureView的像素达到4100万。

(一)像素持续升级,前置摄像头像素提升超预期

像素是成像质量的一个非常重要的因素,当前5M和8M的摄像头已经成为后置摄像头的主力,而且千万像素摄像头已经成为各品牌新一代旗舰机型的标配,诺基亚808PureView的像素达到4100万。

从舜宇光学的手机照相模组业务看,5M以上的摄像头已经占到出货量的一半以上。前置摄像头的主流配置是130W和200W像素,但是自拍、美颜的需求正在带动前置摄像头往5M和8M升级,如OPPOUlike2、步步高vivoXplay的前置摄像头达到5M;而Mirror800、美图秀秀推出的MeituKiss、以及vivoXshot前置摄像头达到8M。

(二)OIS(光学防抖)功能将来会走向普及

光学防抖(OpticalImageStabilizer)是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。光学防抖技术是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿,从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。

当前,多种品牌手机的旗舰机型都采用了光学防抖功能,如诺基亚Lumia920、vivoXshot等;据海外媒体报道称,苹果在iPhone6中仍将新增光学防抖功能。从趋势看,光学防抖功能未来也将成为手机主摄像头的标配。OIS摄像模组有两个技术路线:分别为基于平移式(Pureshift)OIS对焦马达以及基于移轴式(Tilt-shift)对焦马达。不论是平移式还是移轴式,其基本原理都是一样的,即控制镜头相对于图像传感器平移而将手抖造成的图像偏移抵消补偿掉。

两种技术路线的对比如下,当前看由于移轴式的马达存在量产稳定性以及良率问题,市场上以平移式的马达为主。

对于VCM厂商来说,OIS的发展为其带来了新的发展机遇,也带来比较大的挑战,有可能打破原有的行业竞争格局。

(三)3D,不仅仅是拍照需求,更是人机交互变革的需要

2014年,越来越多的手机厂商将3D拍照、3D感测功能集成到手机中。2014年3月,HTC发布的新一代旗舰手机HTCOneM8在手机摄像方面一个重大的突破是,通过后置的双镜头3D立体相机内建景深组件,实现3D拍照。Google旗下ProjectTango项目正在研发一种带3D环境感应技术的智能手机和智能平板,有望在未来能够随时建立实时的3D环境结构图。

ProjectTango的背面装备了两个摄像头和一个深度传感器,一个摄像头为400万像素感光元件,采用大尺寸感光元件,对光更加敏感并具备更快的拍摄速度;而另外一个摄像头装备170度广角鱼眼镜头,主要追踪物体的动态行为。Tango能够在每秒捕捉25万次动态影像的情况下,描绘出眼前实时的3D结构图。

另一个对3D摄像感兴趣的亚马逊,亚马逊公司近期正式推出了旗下首款手机FirePhone,3D和摄像头识别功能是FirePhone的重要特点。FirePhone共配备了6个摄像头,后置摄像头为1300万像素,除了前置摄像头之外,其余的4个摄像头可以追踪用户的眼球活动,而根据用户的眼睛运动信息进行分析,通过计算屏幕能以3D的方式呈现给用户。

在2014年的CES展上,英特尔推出了RealSense3D摄像头,这款摄像头只有一枚硬币厚度,具有高精度动作感应能力,可以判断手指移动,识别人类面部表情;同时具有虚拟现实增强技术,还可以以三维模式进行物体扫描。这块摄像头可以拍摄制作3D图像、远程视频通话、游戏与娱乐、教育学习等功能。

从硬件看,3D摄像头的普及将带来手机摄像头数量的大幅增长:后置从1颗至少变为2颗,前置手势识别的需求也需要增加摄像头。从应用看,3D将为手机带来更丰富的应用,更便捷的人机交互方式。

(四)OpticalZOOM(光学变焦)开始应用于手机

前面曾提到手机摄像头可以分为固定对焦、自动对焦和光学变焦三种,光学变焦指通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。

当前,光学变焦已经在照相机领域广泛应用,但是手机中还比较少,主要原因是手机轻薄化是需求与光学变焦所需的巨大镜头存在冲突。三星在2013推出了主打拍照的GALAXYS4zoom,具备10倍光学变焦能力。近期,三星又推出了新一代的光学变焦手机GALAXYKzoom。以GALAXYS4zoom为例,其机身厚度为0.6英寸,而GALAXYS4的机身厚度仅0.3英寸。

不过,随着光学变焦镜头的越来越小型化,未来可能将会有更多的手机具备光学变焦功能。其中,MEMS技术的发展或将实现光学变焦镜头的小型化。谷歌曾经申请的一项Alvarez镜头专利,通过折射实现光学变焦功能,其最大的好处就是非常适合小型数码设备如智能手机使用,可以实现一定倍数的光学变焦功能,不增加手机体积和功耗。

(五)MEMS摄像头,产业化仍需时间

MEMS摄像头就是用MEMS机构来驱动镜头组移动从而实现自动对焦功能的自动对焦摄像头。相比VCM摄像头,MEMS摄像头结构更简单,优势在于对焦速度快、精度高、功能低、以及最重要的体积足够小,更能够满足手机轻薄化的需求。其缺点也非常明显:画质比较差、抗摔性能差、供应商少,当前能够提供MEMS摄像头仅DigitalOpticalCorporation一家厂商。

当前,只有OPPO的一款手机中用了DOC的MEMS摄像头产品。对于MEMS摄像头,多数厂商仍处于观望中。欧菲光在2014年4月公告收购了DOC的MEMS摄像头技术专利及相关资产,预计欧菲光会持续推动MEMS摄像头的产业化,目前看来MEMS摄像头的普及仍需要时间。

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