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揭秘潛望式攝像頭的光學(xué)秘密!智能手機迎來光學(xué)變焦產(chǎn)業(yè)大變局
關(guān)鍵字: 智能手機潛望式鏡頭光學(xué)變焦華為P30二、潛望式攝像頭結(jié)構(gòu)的研發(fā)難點
潛望式攝像頭核心難點在于,其中新增的玻璃材質(zhì)轉(zhuǎn)向棱鏡將帶來一系列的連鎖反應(yīng),包括跌落穩(wěn)定性、鏡片數(shù)量瓶頸、算法優(yōu)化等。這將會給光學(xué)鏡頭以及攝像頭模組企業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)和機遇。
首先,對于光學(xué)鏡頭企業(yè),潛望式鏡頭新增的1-2塊玻璃材質(zhì)轉(zhuǎn)向棱鏡,過去手機鏡頭多是塑膠鏡頭,因此潛望式鏡頭將會要求手機鏡頭企業(yè)具備玻璃光學(xué)元件的設(shè)計與制造能力。此外,潛望式鏡頭還將打開單個鏡頭鏡片數(shù)量的空間,未來7p、8p鏡頭都將不受手機厚度的限制。
其次,對于攝像頭模組企業(yè),新增的玻璃轉(zhuǎn)向棱鏡會導(dǎo)致潛望式攝像頭的跌落穩(wěn)定性遠不如傳統(tǒng)攝像頭,這對模組廠的組裝能力會提出嚴苛的要求。復(fù)雜的攝像頭組件還會對模組廠的算法以及設(shè)備提出新的要求。
在專利方面,舜宇光學(xué)、華為、信利光電、亞洲光學(xué)(臺灣)、水晶光電、歐菲科技已公開的有權(quán)或在審潛望式專利分別為9、6、5、4、3、2件,這些還只是公開專利的情況,很多研究中的未形成專利不算在內(nèi)。其中,各個公司的潛望式攝像頭模組零部件組成大同小異,均包括濾光片、鏡頭組、音圈馬達、反射棱鏡組以及感光芯片,各家公司的潛望式攝像頭差異在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上。
隨著潛望式攝像頭在智能手機中的加速滲透,頭部供應(yīng)商將會繼續(xù)提升在高端智能手機中的占有率,在塑膠鏡片、玻璃光學(xué)元件以及光學(xué)領(lǐng)域有長期布局的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司會進一步受益。比如舜宇光學(xué)科技、大立光、水晶光電、歐菲科技等核心供應(yīng)鏈玩家。
PChome智能移動主編張楠告訴智東西,潛望式攝像頭最關(guān)鍵的難點在于反射棱鏡的設(shè)計,其中折射透光率、防抖設(shè)計是兩個至關(guān)重要的難點。華為和OPPO分別采用了不同的供應(yīng)商方案,華為采用舜宇的解決方案,OPPO則采用了另外一家的解決方案,不知道其采用的是水晶光電還是歐菲科技的產(chǎn)品。不過,水晶光電曾在1月份宣稱其用于潛望式攝像頭的棱鏡產(chǎn)品已小批量出貨。
有意思的是,在2017年OPPO推出5倍光學(xué)變焦技術(shù),當(dāng)時就是和舜宇進行的合作,而這次華為卻牽手舜宇,OPPO則轉(zhuǎn)向其他家。張楠還提到,目前在反射棱鏡生產(chǎn)方面,只有這兩家供應(yīng)商做的最好。華為和OPPO分別和這兩家簽署了協(xié)議,至少未來一年內(nèi),華為和OPPO兩家將在潛望式攝像頭領(lǐng)域壟斷。
三、潛望式攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈機遇與挑戰(zhàn)并存
相比于傳統(tǒng)的雙攝攝像頭組,潛望式攝像頭架構(gòu)需要增加一組鏡片和折射鏡頭,這也將給整個攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的市場空間。
在手機攝像頭領(lǐng)域,作為核心元器件的光學(xué)鏡頭,其設(shè)計和制造難度都較大。手機攝像頭主要由光學(xué)鏡頭(Lens)、音圈馬達(VCM)、紅外濾光片(IRCF)、圖像傳感器(Sensor)等組成。其中,光學(xué)鏡頭的設(shè)計以及傳感器尺寸都決定著手機攝像頭的拍照能力。
光學(xué)鏡頭的主要作用就是利用光的折射和反射原理,搜集被拍攝物體的反射光并將其聚集于圖像傳感器上。光學(xué)鏡頭具有非常高的技術(shù)難度,主要在于設(shè)計和制造環(huán)節(jié),目前能大批量穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鏡頭的廠商較為稀少。
在設(shè)計方面,由于技術(shù)門檻較高,一些經(jīng)驗豐富的老廠有著較強優(yōu)勢。比如,華為與萊卡進行的合作,萊卡幫助華為改善鏡頭的光學(xué)設(shè)計。在制造方面,鏡片生產(chǎn)良率和一致性非常關(guān)鍵,模具、成型、組裝等環(huán)節(jié)對于生產(chǎn)精度都有非常高的要求,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都會對最后的成像效果產(chǎn)生較大影響。
▲2017 年各手機鏡頭廠商的市場份額
在手機鏡頭產(chǎn)業(yè)鏈中,臺灣大立光是最早開始進行塑膠鏡頭研究的廠商之一,積累了近20年的經(jīng)驗,其鏡頭品質(zhì)和生產(chǎn)良率在業(yè)內(nèi)首屈一指,在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)導(dǎo)地位,2017年占據(jù)著24.3%的市場份額。
在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域,索尼、三星在業(yè)內(nèi)一直處于領(lǐng)先地位。據(jù)知名市場調(diào)研和戰(zhàn)略咨詢公司Yole統(tǒng)計,2017年全球139億美元的CMOS圖像傳感器市場中,索尼占據(jù)了42%的市場份額,三星電子以18%位列第二、豪威科技市場份額12%排名第三,遠超其他廠商。
攝像頭模組是把將各部分零組件整合到一起后的器件,這個領(lǐng)域的技術(shù)壁壘不高,這也導(dǎo)致國內(nèi)手機攝像頭模組市場比較分散。根據(jù)旭日產(chǎn)研的數(shù)據(jù)顯示,歐菲科技在2017年國內(nèi)手機攝像頭模組市場排名第一,但其所占份額也僅為11%。此外,舜宇、丘鈦、信利、光寶、合力泰等也是攝像頭模組供應(yīng)鏈上的玩家,但市場份額均只有個位。
由于智能手機沒有足夠的深度容納長焦鏡頭組件,在機身輕薄化的趨勢下,潛望式將攝像頭從高度放置轉(zhuǎn)為垂直或橫置的方式,從而來達到長焦鏡頭與輕薄機身共存的目的,所以如果想要達到5倍以上光學(xué)變焦將無法避免潛望式攝像頭方案。
四、潛望式攝像頭開啟2019年智能手機新風(fēng)潮
雖然智能手機出貨量已經(jīng)飽和,未來增長空間有限,但是手機攝像頭創(chuàng)新依舊如火如荼。近兩年,多攝系統(tǒng)將會在高端智能手機中進一步滲透,其中高端攝像頭如潛望式攝像頭,3D攝像頭,大尺寸CMOS攝像頭等。
長遠來看,智能手機與單反相機巨大的照相性能差距,將會推動手機攝像頭行業(yè)持續(xù)發(fā)展。就如今興起的潛望式攝像頭來說,據(jù)國金證券研究所預(yù)計,2020年潛望式攝像頭的市場規(guī)模就將有望超過26億美元。
雖然,手機攝像頭代替不了單反相機,但性能會向單反靠攏。相比于單反相機,手機攝像頭的短板在于圖像傳感器(CMOS Image Sensor,CIS)尺寸和變焦能力兩大方面。CIS尺寸越大,對進入攝像頭的光線的信息捕捉的越多,對相片的還原效果就越好。
在變焦領(lǐng)域,為了追求更高倍數(shù)的光學(xué)變焦,鏡頭組的光路設(shè)計將會更加復(fù)雜。從目前來看,潛望式攝像頭將成為智能手機實現(xiàn)高倍光學(xué)變焦的必經(jīng)之路。目前的變焦主要是依靠2-3個定焦鏡頭的配合,其中最重要的是長焦鏡頭。變焦倍數(shù)越高,長焦攝像頭的高度越高,智能手機的厚度不足以支持高倍長焦攝像頭的高度,而潛望式攝像頭是解決這個問題最為直接有效的方法。
在應(yīng)用領(lǐng)域,隨著華為、OPPO、vivo等頭部手機廠商在手機變焦能力上的出現(xiàn)來更高追求,將帶動智能手機行業(yè)拍照能力的整體提升,作為高倍變焦必經(jīng)之路的潛望式結(jié)構(gòu),其市場滲透率將進一步提升。有數(shù)據(jù)預(yù)測,2019年華為潛望式攝像頭出貨量將占比48.4%,OPPO和vivo則分別為27.8%和23.8%。
不過,潛望式攝像頭也將帶來產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)格局。不斷加快的智能手機攝像頭創(chuàng)新節(jié)奏,以及全方位的照相功能創(chuàng)新,都對相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的技術(shù)開發(fā)以及儲備能力提出新的要求。從目前的競爭形勢來看,未來攝像頭模組和手機鏡頭小廠在競爭中將無法投入更多的資源來開發(fā)前沿技術(shù),市場份額會進一步向著頭部企業(yè)集中。行業(yè)龍頭企業(yè)具備領(lǐng)先于競爭對手的規(guī)模優(yōu)勢,技術(shù)能力以及客戶資源,在下半場的競爭中占據(jù)得天獨厚的優(yōu)勢。
如果從應(yīng)用角度來看,潛望式結(jié)構(gòu)的引入其實并未大幅度提升手機拍照性能。正如當(dāng)年的全面屏一樣,雖然小米率先打出了全面屏的概念,但最后全面屏方案在業(yè)內(nèi)全面開花,并沒有哪家企業(yè)做得更優(yōu)秀之分。潛望式攝像頭結(jié)構(gòu)也是如此,華為和OPPO作為先行者,拉開了潛望式結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)競爭開始的序幕,未來圍繞手機拍照能力的創(chuàng)新和競爭將更加激烈。
結(jié)語:攝影能力將成智能手機競爭焦點
在手機進入存量市場之后,智能手機廠商在不斷推出新的創(chuàng)新內(nèi)容以刺激用戶換機,無論是前兩年打的火熱的全面屏、多攝系統(tǒng),還是今年以來的折疊屏、5G等新興概念,都在成為智能手機市場競爭的熱點。
智能手機作為最廣泛的消費類電子產(chǎn)品,其功能正在增多和強化,而拍照能力始終是手機創(chuàng)新的一個重要方向。在頭部企業(yè)的帶動下,多攝像頭和潛望式攝像頭將有望成為2019年智能手機創(chuàng)新的重頭戲。
在智能手機硬件創(chuàng)新和競爭不斷加劇的同時,產(chǎn)業(yè)鏈新的機會也已來臨,新的行業(yè)洗牌期也已來臨。
- 原標(biāo)題:揭秘潛望式攝像頭的光學(xué)秘密!智能手機迎來光學(xué)變焦產(chǎn)業(yè)大變局
- 責(zé)任編輯:程北墨
- 最后更新: 2019-04-02 14:16:01
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