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揭秘潛望式攝像頭的光學(xué)秘密!智能手機(jī)迎來(lái)光學(xué)變焦產(chǎn)業(yè)大變局
關(guān)鍵字: 智能手機(jī)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(diǎn)
潛望式攝像頭核心難點(diǎn)在于,其中新增的玻璃材質(zhì)轉(zhuǎn)向棱鏡將帶來(lái)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(huì)給光學(xué)鏡頭以及攝像頭模組企業(yè)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
首先,對(duì)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(guò)去手機(jī)鏡頭多是塑膠鏡頭,因此潛望式鏡頭將會(huì)要求手機(jī)鏡頭企業(yè)具備玻璃光學(xué)元件的設(shè)計(jì)與制造能力。此外,潛望式鏡頭還將打開單個(gè)鏡頭鏡片數(shù)量的空間,未來(lái)7p、8p鏡頭都將不受手機(jī)厚度的限制。
其次,對(duì)于攝像頭模組企業(yè),新增的玻璃轉(zhuǎn)向棱鏡會(huì)導(dǎo)致潛望式攝像頭的跌落穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)攝像頭,這對(duì)模組廠的組裝能力會(huì)提出嚴(yán)苛的要求。復(fù)雜的攝像頭組件還會(huì)對(duì)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(tái)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(gè)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(dá)、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(jì)上。
隨著潛望式攝像頭在智能手機(jī)中的加速滲透,頭部供應(yīng)商將會(huì)繼續(xù)提升在高端智能手機(jī)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(zhǎng)期布局的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司會(huì)進(jìn)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(dòng)主編張楠告訴智東西,潛望式攝像頭最關(guān)鍵的難點(diǎn)在于反射棱鏡的設(shè)計(jì),其中折射透光率、防抖設(shè)計(jì)是兩個(gè)至關(guān)重要的難點(diǎn)。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(guò),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(shí)就是和舜宇進(jìn)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(lái)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(jī)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(gè)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)新的市場(chǎng)空間。
在手機(jī)攝像頭領(lǐng)域,作為核心元器件的光學(xué)鏡頭,其設(shè)計(jì)和制造難度都較大。手機(jī)攝像頭主要由光學(xué)鏡頭(Lens)、音圈馬達(dá)(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(jì)以及傳感器尺寸都決定著手機(jī)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(jì)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(jì)方面,由于技術(shù)門檻較高,一些經(jīng)驗(yàn)豐富的老廠有著較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。比如,華為與萊卡進(jìn)行的合作,萊卡幫助華為改善鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)。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(duì)于生產(chǎn)精度都有非常高的要求,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)對(duì)最后的成像效果產(chǎn)生較大影響。
▲2017 年各手機(jī)鏡頭廠商的市場(chǎng)份額
在手機(jī)鏡頭產(chǎn)業(yè)鏈中,臺(tái)灣大立光是最早開始進(jìn)行塑膠鏡頭研究的廠商之一,積累了近20年的經(jīng)驗(yàn),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(chǎng)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(chǎng)調(diào)研和戰(zhàn)略咨詢公司Yole統(tǒng)計(jì),2017年全球139億美元的CMOS圖像傳感器市場(chǎng)中,索尼占據(jù)了42%的市場(chǎng)份額,三星電子以18%位列第二、豪威科技市場(chǎng)份額12%排名第三,遠(yuǎn)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(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘不高,這也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)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(guó)內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)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(chǎng)份額均只有個(gè)位。
由于智能手機(jī)沒有足夠的深度容納長(zhǎng)焦鏡頭組件,在機(jī)身輕薄化的趨勢(shì)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(lái)達(dá)到長(zhǎng)焦鏡頭與輕薄機(jī)身共存的目的,所以如果想要達(dá)到5倍以上光學(xué)變焦將無(wú)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(jī)新風(fēng)潮
雖然智能手機(jī)出貨量已經(jīng)飽和,未來(lái)增長(zhǎng)空間有限,但是手機(jī)攝像頭創(chuàng)新依舊如火如荼。近兩年,多攝系統(tǒng)將會(huì)在高端智能手機(jī)中進(jìn)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,智能手機(jī)與單反相機(jī)巨大的照相性能差距,將會(huì)推動(dòng)手機(jī)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(lái)說(shuō),據(jù)國(guó)金證券研究所預(yù)計(jì),2020年潛望式攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模就將有望超過(guò)26億美元。
雖然,手機(jī)攝像頭代替不了單反相機(jī),但性能會(huì)向單反靠攏。相比于單反相機(jī),手機(jī)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(duì)進(jìn)入攝像頭的光線的信息捕捉的越多,對(duì)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(jì)將會(huì)更加復(fù)雜。從目前來(lái)看,潛望式攝像頭將成為智能手機(jī)實(shí)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(gè)定焦鏡頭的配合,其中最重要的是長(zhǎng)焦鏡頭。變焦倍數(shù)越高,長(zhǎng)焦攝像頭的高度越高,智能手機(jī)的厚度不足以支持高倍長(zhǎng)焦攝像頭的高度,而潛望式攝像頭是解決這個(gè)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(jī)廠商在手機(jī)變焦能力上的出現(xiàn)來(lái)更高追求,將帶動(dòng)智能手機(jī)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(chǎng)滲透率將進(jìn)一步提升。有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),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(guò),潛望式攝像頭也將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)格局。不斷加快的智能手機(jī)攝像頭創(chuàng)新節(jié)奏,以及全方位的照相功能創(chuàng)新,都對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的技術(shù)開發(fā)以及儲(chǔ)備能力提出新的要求。從目前的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)來(lái)看,未來(lái)攝像頭模組和手機(jī)鏡頭小廠在競(jìng)爭(zhēng)中將無(wú)法投入更多的資源來(lái)開發(fā)前沿技術(shù),市場(chǎng)份額會(huì)進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的規(guī)模優(yōu)勢(shì),技術(shù)能力以及客戶資源,在下半場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
如果從應(yīng)用角度來(lái)看,潛望式結(jié)構(gòu)的引入其實(shí)并未大幅度提升手機(jī)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(jìng)爭(zhēng)開始的序幕,未來(lái)圍繞手機(jī)拍照能力的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。
結(jié)語(yǔ):攝影能力將成智能手機(jī)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)
在手機(jī)進(jìn)入存量市場(chǎng)之后,智能手機(jī)廠商在不斷推出新的創(chuàng)新內(nèi)容以刺激用戶換機(jī),無(wú)論是前兩年打的火熱的全面屏、多攝系統(tǒng),還是今年以來(lái)的折疊屏、5G等新興概念,都在成為智能手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。
智能手機(jī)作為最廣泛的消費(fèi)類電子產(chǎn)品,其功能正在增多和強(qiáng)化,而拍照能力始終是手機(jī)創(chuàng)新的一個(gè)重要方向。在頭部企業(yè)的帶動(dòng)下,多攝像頭和潛望式攝像頭將有望成為2019年智能手機(jī)創(chuàng)新的重頭戲。
在智能手機(jī)硬件創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇的同時(shí),產(chǎn)業(yè)鏈新的機(jī)會(huì)也已來(lái)臨,新的行業(yè)洗牌期也已來(lái)臨。
- 原標(biāo)題:揭秘潛望式攝像頭的光學(xué)秘密!智能手機(jī)迎來(lái)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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