手机摄像头越来越多,国内镜头和CMOS产业或将沐浴春风​
来源: | 作者:pmo1fe83f | 发布时间: 2019-10-12 | 1615 次浏览 | 分享到:

从 iPhone 11 的三摄像头开始,到 Mate 30 的四摄像头,再到诺基亚的六摄像头概念机。 智能手机后置摄像头的数量远远超过了人们的预期,尤其是与夏普 J-SH01 这个第一台拥有摄像头的手机相对比的时候。

手机所使用的摄像头与传统相机镜头是截然不同的两种事物,手机摄像头利用诸如 CMOS、CCD 这两种图像摄取装置,将测量目标转换成规定格式的数字图像信息,图像处理系统选择预先设置的算法,并根据图像所承载的像素、亮度、颜色等物理信息进行各种运算,以此来获取目标物体的特征信息。

正是由于摄像头相关的软硬件技术迭代,才造就了如今摄像头更多,拍出的照片更加立体、动人的局面。那么单台手机所包含的摄像头数量是以往的三倍甚至更多, 对于国内摄像头相关供应链来说,一旦抓住了这次产业变革的机会,势必会迎来一次猛烈的增长。

手机摄像头市场成熟的标志无非是市场增长率下降、需求下降,而行业特点、竞争状况以及用户特点趋向稳定。 最终买方市场形成,产品量供大于求,行业盈利能力降低。 其具体表现可以类比于 2010 年,带有拍照功能的手机占据市场所有手机的 81%,这意味着单摄像头手机市场逐渐走向成熟。

但是像 iPhone 11 这种类似于眼镜斗犬的三摄像头设计,不仅存在进灰等因为技术不成熟而引起的问题,且市场中使用多摄像头的手机占比较少,因此该领域市场仍属于幼稚期。 那么市场是否会朝着多摄像头发展呢?



图丨 iPhone 11(图源:苹果)

答案是一定的,这是由于现在手机照相算法在机器视觉的进步下不断提升,为了实现更强大的算法,必须要更多更优质的摄像头来采集信息。 机器视觉主要由三部分组成,图像的获取、处理和输出。 其中图像的处理部分是将摄像头所拍摄的三维观感世界和二维投影序列输入到计算机中,进行分析和处理。 当输入的信息越完整、噪点越少时,处理后的效果也就越好。

图像的处理又可以被简略地分成三层,第一层是低层视觉,用于对输入的原始图像进行处理; 第二层是中层视觉,用于恢复场景的深度、表面法线方向、轮廓等 2.5 维度的信息; 第三层是高层视觉,其作用是以图中的物体为中心,在原始输入图像、图像基本特征、2.5 维信息的基础上,恢复完整的三维图像,建立物体的三维描述,并识别三维物体以及确认物体的位置和方向。

当然,光从机器视觉的理论中并不能得“出手机需要更多摄像头”的结论。 在一些工业检测中,只需要单摄像头就能实现 99.9% 的检测正确率。 比如日本 FUTEC 株式会社所推出的全自动印品检测和监控系统,只需要一个摄像头就能在印刷设备处于最高生产速度的情况下,对 100% 幅宽进行整个工作时段的追踪,并及时发现印刷故障。

工业检测中机器视觉的场景是固定,可是手机相机的工作场景却是各种各样的,包括光源、光强、场景纵深等等。 从物料价格出发,用以实现现代机器视觉算法的多摄像头组反而比单摄像头便宜,这正是手机厂商选择多摄像头的理由之一。

虽然都是摄像头,不过在多摄像头组里各个摄像头是各司其职的,有的负责接收光线信息,有的负责测量场景距离等等。 以手机摄像头的结构来看,该模组一共包含四个部分: 镜头、传感器、后端图像处理芯片、软板。 其中对像素等参数影响最大的是镜头,即便是负责不同任务的摄像头,对高像素、低噪点的需求也都是相同的。

同时,镜头的技术门槛是最高的,良品率低、投入产出比也相对较低,因此镜头的利润率是四大部分中最高的,一般在 30% 到 50% 之间。 我国台湾大立光电、玉晶等厂商在手机摄像头镜头生产上位于全球领先的位置,尤其是大立光电,更是带动了台湾摄像领域的发展。


图丨镜头(图源:网络)

大立光电第一次踏足手机摄像头领域是在 2002 年,该公司首次推出了手机用的相机镜头。 随后在 2009 年时发布了 1200 万像素的自动对焦手机摄像头。 事实上直至 2011 年,手机摄像头的像素数仍在 800 万,大立光电的产品能力远远超出了市场需求。

正如上文所提 2011 年是智能手机行业的爆发期,2010 年全球智能手机的销量为 9.18 亿台,2011 年增长达到了 21%,为 11.14 亿台。 手机摄像头是智能手机的标配,同年带有 800 万像素及更高配置摄像头的手机增长更是超过了 240%

伴随着这样蓬勃的市场,2010 年大立光电的毛利率达到了 49%,仅次于联发科的 53.70%,且超出行业第三名原相科技 10%。 在 2011 年手机市场爆发之后,大立光电的收入翻了 1.3 倍,净利润翻了近一倍。

除了技术外,生产效率也是在手机摄像头竞争上的关键因素,取决于工人对设备的熟练操纵程度以及手机摄像头的模仁利用率。 举例来说,在塑料镜头的制作过程中,需要用到高端的塑料射出成型器,这种机器需要根据不同产品的需求设置不同的参数,一旦参数设置错误,不但会影响生产,还会浪费材料造成制造成本的增加。

而模仁是根据订单来制作的,每生产一种订单就会制作一种模仁,一旦订单完成,这种模仁也就作废了。 多摄像头手机则需要制作多个不同的模仁,因此企业对模仁使用寿命和制作成本的掌控就显得更为重要。