攝像頭已經(jīng)廣泛應用于各類(lèi)電子產(chǎn)品中，尤其是手機、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(cháng)。
布局攝像頭產(chǎn)業(yè)的主要參與者集中在亞洲的中國大陸、中國臺灣、日本、韓國等地區，以典型的手機攝像頭成本分布，占比最大的是CIS、鏡頭和模組。
從手機攝像頭的結構看，最主要的四個(gè)部分為：圖像傳感器Sensor（將光信號轉換為電信號）、Lens、音圈馬達和紅外濾光片。
據了解，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)圖像被轉換成電信號，電信號再經(jīng)過(guò)模數轉換變?yōu)閿底中盘?，數字信號?jīng)過(guò)DSP加工處理，再被送到手機處理器中進(jìn)行處理，最終轉換成手機屏幕上能夠看到的圖像。
在供應鏈端，除了極少數廠(chǎng)商具備垂直一體化的廠(chǎng)商，大部分廠(chǎng)商都將業(yè)務(wù)集中于產(chǎn)業(yè)中的某一個(gè)環(huán)節。
據統計像頭模組企業(yè)主要包括歐菲科技、舜宇光學(xué)、丘鈦科技、信利國際、合力泰、盛泰、貴州眾鑫、富士康、三贏(yíng)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、LG ninotek、高偉、立景創(chuàng )新、致伸科技等企業(yè)。
CMOS圖像傳感器廠(chǎng)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)；手機鏡頭廠(chǎng)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)。
馬達廠(chǎng)商主要有阿爾卑斯、TDK、三美、新思考、比路、皓澤、中藍、三美達、東勤、金誠泰、松諾、貴鑫等企業(yè)，濾光片廠(chǎng)商主要包括Viavi、水晶光電、旭晶等企業(yè)。
談及攝像頭的基礎配置，最直觀(guān)的莫過(guò)于像素。筆者梳理資料時(shí)發(fā)現，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，自夏普在2000年推出世界上第一臺具備拍照功能的手機開(kāi)始，廠(chǎng)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)像素持續升級，手機攝像頭從雙攝升級至三攝，從去年主流的4800萬(wàn)像素升級至6400萬(wàn)像素，除了像素升級外，3D攝像頭、潛望式、屏下攝像頭成為各大品牌廠(chǎng)商創(chuàng )新的重點(diǎn)。
多家品牌齊發(fā)三攝機型
細細觀(guān)察今年的手機市場(chǎng)，三攝市場(chǎng)趨勢頗為明顯。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，在小米9發(fā)布后，三星于21日凌晨三點(diǎn)（北京時(shí)間）在美國舊金山發(fā)布了兩款帶有三攝的新機。
同時(shí)，除了上述機型外，根據知名分析師郭明錤還在報告中提到新一代iphone很可能會(huì )升級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(cháng)焦+超廣角鏡頭）。
基于此，這也就意味著(zhù)華為、小米、OPPO、vivo、三星、魅族等手機品牌均搭載了三攝。
市場(chǎng)占有率方面，據Sigmaintell的預測，2019年全球三攝的智能手機出貨量預計約為2.4億臺，比2018年增長(cháng)12倍。
IDC預測2019年華為三攝手機的出貨量占比將達到25%，蘋(píng)果是22%，三星是20%，此外，OPPO、vivo及小米也都將有不錯的表現，三攝手機有望占據手機市場(chǎng)總份額的15%。
筆者在統計中發(fā)現，三攝不僅在高端機型中出現，在中低端市場(chǎng)也同樣存在。以魅族16Xs為例，這款機型售價(jià)1698元起。
三攝的持續滲透與其帶給用戶(hù)體驗有關(guān)，據了解，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，另一方面是對雙攝的進(jìn)一步升級，在硬件和算法的層面擁有更好的基礎。
此外，通過(guò)梳理部分典型機型的三攝供應商可以發(fā)現，三攝的滲透，給手機攝像頭相關(guān)供應商帶來(lái)了機遇，而由于攝像頭的用量的增多，終端廠(chǎng)商在供應商的選擇上也顯得更為開(kāi)放。
不過(guò)，在光學(xué)市場(chǎng)持續升級的路上，有企業(yè)因手機行業(yè)大環(huán)境及競爭加劇而停產(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)報告。
據了解，停產(chǎn)原因是由于目前手機攝像頭模組產(chǎn)能處于飽和狀態(tài)，同行業(yè)采取低價(jià)競爭策略搶奪為數不多的訂單，造成市場(chǎng)上訂單基本無(wú)利潤，博立信現金流緊張，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，無(wú)奈停產(chǎn)。
此外，今年上半年筆者在走訪(fǎng)企業(yè)時(shí)發(fā)現，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(mǎn)載，而有的攝像頭模組企業(yè)因出貨量下滑而轉做非手機類(lèi)攝像頭業(yè)務(wù)。
潛望式攝像：突破光學(xué)變焦之桎梏
結合目前已發(fā)布的三攝、四攝機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(cháng)焦）是多攝方案的一個(gè)主要設計思路，而P30 Pro和OPPO Reno采用潛望式攝像頭，表明高倍數的光學(xué)變焦有望成為未來(lái)幾年手機攝像頭的主要進(jìn)階方向之一。
其實(shí)，自從有移動(dòng)電話(huà)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。但是這一趨勢卻與手機攝影的發(fā)展正好背道而馳，狹小的手機空間限制了手機所能承載的光學(xué)器件。
而華為P30 Pro搭載的潛望式長(cháng)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攝像頭發(fā)展之路。
根據公開(kāi)資料顯示，潛望式長(cháng)焦鏡頭的核心原理是通過(guò)一塊棱鏡將光線(xiàn)折射九十度，改為利用手機的長(cháng)度空間來(lái)作為鏡頭變焦的空間，也就規避了機身厚度的限制。但實(shí)現九十度折射并達到優(yōu)秀的成像效果并沒(méi)有描述這么簡(jiǎn)單。這其中有著(zhù)嚴密的光學(xué)設計，對于三棱鏡的擺放精度、兩道光路的調優(yōu)都有著(zhù)幾乎雙倍嚴苛于現有的光學(xué)標準。
一位業(yè)內人士曾向筆者透露：“華為潛望式攝像頭制造難度較大，一個(gè)是SMA馬達，一個(gè)是棱鏡，這兩個(gè)產(chǎn)品都是全新的設計。”
據了解，華為P30 Pro的潛望式攝像頭由光學(xué)傳感器、濾光片、轉圈馬達、鏡頭組、棱鏡等一系列部件組成，能夠達到極高的光學(xué)變焦倍數。同時(shí)，在潛望式攝像頭中，有兩個(gè)馬達。
OPPO Reno 10倍變焦版采用橫向排列的潛望式長(cháng)焦鏡頭，并使用D—Cut工藝降低了鏡片的厚度，共馬達設計將主鏡頭和廣角鏡頭中原本獨立的兩個(gè)對焦馬達合二為一，進(jìn)一步節省了內部空間。
據了解，OPPO Reno 10倍變焦版最終整個(gè)長(cháng)焦鏡頭潛望式模組的厚度僅5.75mm，讓高倍變焦和輕薄機身可以共存。
當然，潛望式鏡頭設計也存在缺點(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內部空間，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(chǎng)商最終仍需要在等效焦距與內部空間占用之間進(jìn)行選擇。
同時(shí)，潛望式設計下，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。
智能手機的攝像頭模組一般由鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片、CIS芯片及托架等組成，其中鏡頭及模組、馬達環(huán)節有望在潛望式鏡頭滲透率提升的帶動(dòng)下迎來(lái)單機價(jià)值量的提升。
據資料顯示，潛望式鏡頭設計對鏡頭環(huán)節的影響主要有三個(gè)方面，其一，該設計會(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(xiàn)通過(guò)折光元件的偏折之后其光通量會(huì )有所下降，因此后續鏡頭對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(zhù)鏡頭廠(chǎng)不斷擴充玻璃鏡片的產(chǎn)能，并且由產(chǎn)能擴充帶動(dòng)成本下行，玻塑混合鏡頭有望開(kāi)始從高端機型開(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)現成本下降，從而加速該設計往中低端手機市場(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，而是需要對模組的鏡頭位置穩定性及光軸平行度等重要參數進(jìn)行更為嚴格的把控，而潛望式設計的導入有望進(jìn)一步提升參數把控的難度及重要性，因此會(huì )對模組企業(yè)的封裝技術(shù)和設備的精密度提出更高要求，比如使用AA制程進(jìn)行模組的鏡頭對準，這無(wú)疑拔高了攝像頭模組的行業(yè)壁壘，具備較強技術(shù)積累以及在設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：增強現實(shí)感
3D感測在智能手機中的應用場(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(zhù)智能手機3D攝像頭的供應鏈逐漸成熟，消費電子領(lǐng)域將成為3D感測的主要戰場(chǎng)之一。
3D結構光先行，TOF快速突破。目前來(lái)看，3D感測在智能手機中的主要應用場(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結構光。
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的機型，進(jìn)入2019年，TOF滲透率遠超結構光方案。根據早前的消息，國內四大品牌均有上TOF的項目。
而在最新報告中，郭明錤針對蘋(píng)果及華為搭載TOF技術(shù)也有預測。其表示，蘋(píng)果方面，預期2020年下半年3款都將配備前置3D攝像頭，當中2款新機會(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構光，后置鏡頭搭配TOF的iphone出貨量，預計可達約4500萬(wàn)支。
在華為這一領(lǐng)域，郭明錤表示，華為旗下高端機型Mate系列和P系列將統統使用前、后置TOF技術(shù)的攝像頭，預計華為在2019年與2020年配備前后TOF手機出貨量，分別達約1200萬(wàn)與2700萬(wàn)支。
針對TOF這一技術(shù)的應用，郭明錤也給出了自己的看法，其認為，手機后置鏡頭采用TOF的用意，主要在于改善拍照品質(zhì)以及提供AR應用，在高階市場(chǎng)滲透率渴望逐漸成長(cháng)，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)的品牌手機業(yè)者。
據了解，TOF方案的發(fā)射端主要由紅外光源（VCSEL）和擴散片組成，因為不需要特殊排列的點(diǎn)陣，TOF的發(fā)射端相較于結構光更為簡(jiǎn)單，接收端則由鏡頭、窄帶濾光片和紅外CMOS組成，目前TOF方案主要應用于遠距離的3D拍攝，反射回來(lái)的紅外光信號較弱，且sensor的感光時(shí)間較短，因此CMOS的單像素尺寸較大，一般達到10um級別。
總體看來(lái)，結構光方案較TOF方案更為復雜，成本相對較高，TOF方案支持遠距離3D感測，可成為智能手機后置3D攝像的選擇，配合ARKit等軟件系統提供優(yōu)質(zhì)的AR體驗。
屏下攝像頭遭哄搶?zhuān)簲导沂謾C品牌屏下攝像頭技術(shù)爭相露面
智能手機發(fā)展到2019年，前置攝像頭已經(jīng)成為影響手機正面形態(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)現真正的“未來(lái)手機”。
OPPO曾通過(guò)官方微信公眾號發(fā)文《OPPO首次實(shí)現了屏下攝像頭》，稱(chēng)全面屏當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)現真正的全面屏。
OPPO宣稱(chēng)2019年6月3日，首次實(shí)現了屏下攝像頭。OPPO副總裁沈義人通過(guò)微博發(fā)布了利用不知名樣機實(shí)現屏下攝像頭的視頻。通過(guò)視頻可以看出，這款樣機，將前置攝像頭放在手機頂端，不工作的時(shí)候，攝像頭區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)現屏下攝像頭合法性，OPPO稱(chēng)其2018年6月已經(jīng)申請了屏下攝像頭相關(guān)專(zhuān)利，其中包括電子設備、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)品總監王騰補充道，這個(gè)視頻本來(lái)是想上個(gè)月發(fā)的，擔心影響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，請大家先睹為快，我們還需要些時(shí)間繼續優(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)，前置相機上方的屏幕頃刻透明，使得光線(xiàn)充分進(jìn)入，形成絕美自拍，可以說(shuō)這是前置相機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產(chǎn)權的創(chuàng )新技術(shù)，全新定制屏幕在前置相機區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。據報道，華為在隱藏或利用屏下攝像頭區域至少有6個(gè)解決方案。專(zhuān)利圖顯示，當你打電話(huà)時(shí)，屏下攝像頭區域會(huì )顯示你打電話(huà)的時(shí)間。
當你拍照時(shí)，可以顯示你當前的拍照模式；當你在通話(huà)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，該區域可以顯示通知圖標、免提狀態(tài)下的電話(huà)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將促使屏下攝像頭成為下一波智能手機的又一個(gè)發(fā)展趨勢。
01月07日 18:14
