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2017年手机照相技术可能的创新点

   2016年手机行业可谓竞争激烈,国内外手机厂商都使出浑身解数来博取消费者的眼球。摄像头作为手机中关键的一个看点自然也不断推陈出新。PDAF取代了常规的AF,大大提升了对焦的速度;OIS(光学防抖)模组更是让拍照变得更加智能;还有模仿人眼的双摄更是把现阶段照相水平提升到了一个新的高度:暗态效果提升,先拍照后对焦,虚拟光圈,3D扫描等等创新更是让消费者应接不暇。

  摄像头三大关键器件技术趋势

  2017年手机照相技术又会有哪些热点或者突破呢?摄像头的三大关键器件是芯片,镜头和马达,自然要先从这三个器件来讲起。

2017年手机照相技术可能的创新点
  图:2015年CMOSSensor市场格局  来源:Yole

  芯片从目前来说关键点还是尺寸。1.单位像素尺寸要大:更多旗舰机把后置摄像头的单位像素尺寸(pixelsize)从1.12um提升到1.25,甚至1.4um。芯片的单位pixel面积更大了,但是在像素提升的要求下,结构仍然保持不变,这样使拍摄的图像效果更丰富;2.单位像素要小:1um的13M/16M也是各家手机厂在关注的重点,它能使摄像头的模组尺寸做得更小,是各超薄手机方案的福音,当然现在因为芯片厂制程的原因,该pixelsize芯片还未大规模量产。

  芯片还有一个热点技术就是colorfilter。colorfilter的创新从目前来看有两种:一种是RGBW/RWB方案,另一种就是DualPD方案。RGBW/RWB方案随着手机处理器计算能力的提升和芯片制程的优化,其耗电和价格高的劣势逐渐淡化,方案也越来越成熟,该方案能大大增加在弱光下图像的亮度,是常规RGB芯片所无法匹敌的。DualPD方案,更是PDAF方案的升级版,通过增加PDpixel的面积,能解决当前PD芯片在弱光下PD输出不稳定,暗态对焦慢的问题,同时随着芯片技术的创新,到2018年有可能研发出4PD的感光芯片。

2017年手机照相技术可能的创新点
  图:主要手机品牌前后摄技术方向  来源:Yole

  芯片上还有一个颠覆式突破——芯片对焦方案(MEMS对焦模块),该方案通过移动芯片来实现对焦,能使FF结构的模组实现AF功能,对模组的尺寸是一个飞跃式的进步。

  马达的关键技术,一方面是OIS,但当前的OIS马达都是平移式的方案,防抖能力有限。现在马达厂商已经设计出5轴式的OIS方案,该种方案防抖角度大,图像清晰度均匀性好,是现在OIS方案的升级版。另一方面,马达在双摄的推动中也举足轻重,特别是现在比较火的潜望式双摄,通过两个不同焦距的镜头,使摄像头模组实现3倍光学变焦,潜望式马达的量产届时又将成为摄像头发展的另一个里程碑。
2017年手机照相技术可能的创新点
  图:手机前后摄技术发展方向来源:三星半导体

  相对于芯片和马达,镜头没有那么热闹,但在2017年6P大光圈的镜头突破良率的瓶颈后肯定也会呈现出爆炸式的增长。

  通过了解器件的技术突破点,从中也可以看出来模组的创新方向:摄像头会做得更小,对焦速度会越来越快,同时双摄像头会更加普及,从而使相机的拍照效果越来越媲美人眼,甚至优于人眼。

  旗舰机后摄成双摄主战场,更多前摄采用像素拼接

  当前手机厂商在不断进行手机差异化设计,而手机像素升级就是很好的差异化方向。根据TSR数据,2015年全球智能手机出货量达14亿部,预计到2020年全球智能手机出货量接近20亿部,到时双摄手机将达5亿台。

2017年手机照相技术可能的创新点
  图:手机后摄、前摄、辅双摄和生物识别传感器出货量预测  来源:TSR

  2016年华为旗舰机全部率先采用双摄,苹果的iPhone7plus也采用双摄,另外小米、360和酷派等也开始采用双摄,2017年将会更加普及。我们预计,2017年中国智能手机出货量大约为7亿部,其中双摄渗透率将达30%,其中旗舰机中双摄渗透率将达70%,是双摄的主战场。
2017年手机照相技术可能的创新点
  图:2016年中国手机厂商前后摄像素持续提升  来源:三星半导体

  前摄在像素上也在不断提升,从前几年的5M,到现在的8M/13M,甚至16M/20M也都已经开始设计研发了。当前16M和20M都是做像素拼接技术,也就是用FF方案16M来输出4M或20M来输出5M。这种方案通过算法的支持,实现亮处用高像素,保证清晰度;暗态用拼接的低像素,保证感光性。其暗态效果和图像解析力提升非常明显,在2017年的旗舰机前置中将会看到更多这种配置的方案。

  当然常规的前置方案还是会往8M/13M,AF和PDAF小尺寸的方案去走,2017年6mm×6mmFF或者7.5mm×7.5mmAF的方案将会成为常规前置方案的主流。
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