1、雙攝頭概要

 

　　雙攝像頭，顧名思義，是指一個(gè)攝像頭模塊帶兩顆攝像頭。雙攝像頭根據(jù)每個(gè)攝像頭的功能左右分為三類：同像素平行雙攝像頭，同像素黑白雙攝像頭，不同像素立體攝像頭。

 

　　雙攝之所以將成為市場潮流，是因?yàn)槭謾C(jī)市場的競爭格局將會(huì)從性價(jià)比的比拼向差異化競爭轉(zhuǎn)型，而攝像頭又是差異化競爭的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

　　雙攝像頭按結(jié)構(gòu)分類也可分為一體結(jié)構(gòu)和分體結(jié)構(gòu)。

 

　　一體結(jié)構(gòu)即一個(gè)線路板上同時(shí)封裝兩顆攝像頭模組，然后增加支架固定和校準(zhǔn)。如華為榮耀6PLUS。這種結(jié)構(gòu)對(duì)兩顆攝像頭的封裝精密度要求較高，需要高精密封裝設(shè)備如AA設(shè)備完成；這種結(jié)構(gòu)同時(shí)對(duì)兩顆攝像頭的偏移度、光軸傾斜度控制極高，需要通過特殊的硬件材料如高平整度的線路板、堅(jiān)固的底座、消磁的馬達(dá)，也需要特殊的封裝工藝來完成。這種方案硬件成本高、設(shè)備投入大、圖像合成效果豐富。

 

　　分體結(jié)構(gòu)即兩顆單獨(dú)的攝像頭通過支架固定校準(zhǔn)。如HTCONEM8。這種結(jié)構(gòu)對(duì)組裝精密度要求相對(duì)較低，不需要投入高精密設(shè)備，硬件上也只增加了固定支架，生產(chǎn)工序是也只增加了攝像頭校準(zhǔn)和支架固定。該方案硬件成本低，生產(chǎn)設(shè)備投資小，但圖像合成的效果不理想。

 

　　2、雙攝有效破解攝像頭瓶頸

 

　　經(jīng)過過去幾年智能手機(jī)單攝像頭的應(yīng)用收到的反饋，用戶發(fā)現(xiàn)在一定像素基礎(chǔ)上需要的是更快的對(duì)焦速度、變動(dòng)光圈柔焦、夜拍降噪、提高畫素、提高動(dòng)態(tài)范圍、光學(xué)變焦等功能。而這些光靠單攝像頭，即使輔助一些算法也無法完全實(shí)現(xiàn)。上述因素決定了多攝像頭的誕生，其中開始的是雙攝像頭的應(yīng)用正逐步得到市場認(rèn)可。促使多攝像頭重新獲得重視的原因：像素提高的設(shè)計(jì)瓶頸；像素提高的技術(shù)瓶頸；快速對(duì)焦與景深拍照，挑戰(zhàn)單反效果。

 

　　像素提高的設(shè)計(jì)瓶頸

 

　　手機(jī)攝像頭結(jié)構(gòu)主要由CIS(圖像傳感器)、透鏡、音圈馬達(dá)、濾鏡等構(gòu)成。拍照質(zhì)量除了與CIS的像素點(diǎn)數(shù)目和像素點(diǎn)尺寸有關(guān)，也與透鏡數(shù)目有關(guān)，透鏡的數(shù)目越多，成像質(zhì)量也越好，但是透鏡數(shù)目決定了攝像頭模組的高度，從而手機(jī)機(jī)身厚度提高，這也是為什么會(huì)出現(xiàn)諸多“凸起的攝像頭”。

　　雙攝像頭設(shè)計(jì)由于將拍攝任務(wù)分擔(dān)到兩顆攝像頭上，最終成像質(zhì)量是兩顆攝像頭的疊加。因此，對(duì)單個(gè)攝像頭的成像質(zhì)量要求相對(duì)不高，從而降低了單個(gè)攝像頭模組的高度，使得透鏡數(shù)目對(duì)手機(jī)厚度的壓力降低。

 

　　像素提高的技術(shù)瓶頸

 

　　近年來手機(jī)像素提高受到阻礙。嚴(yán)格意義上來說，手機(jī)攝像頭像素的提高不等同于拍照質(zhì)量的上升。高像素意味著在同一個(gè)感光芯片上像素點(diǎn)數(shù)目增多，意味著更大的輸出尺寸，即像素越高，放大照片所造成的失真越小。但是拍照效果很大程度與感光元件每個(gè)像素點(diǎn)的尺寸有關(guān)。像素點(diǎn)尺寸越大，每個(gè)像素點(diǎn)所能接收到的“光子雨”也就越多。而在一塊既定面積的感光芯片上，像素?cái)?shù)目的增多勢(shì)必會(huì)減少單個(gè)像素點(diǎn)的尺寸，進(jìn)而影響整個(gè)芯片接收到的“光子雨”總數(shù)。

　　因此像素提升會(huì)影響進(jìn)光量從而破壞拍照質(zhì)量，但倘若降低像素增大感光面積又會(huì)使照片缺少細(xì)節(jié)的矛盾。雙攝像頭的出現(xiàn)可以有效地解決像素點(diǎn)感光面積與像素提升之間的矛盾。

 

　　快速對(duì)焦與景深控制，挑戰(zhàn)單反效果

 

　　通過硬件與算法功能記錄照片完整景深信息，雙攝像頭的一大功能是支持快速對(duì)焦與景深拍照，提高可用光圈值，實(shí)現(xiàn)背景虛化，突出拍照對(duì)象。目前業(yè)界手機(jī)攝像頭模組物理光圈最大做到F1.8，量產(chǎn)可供應(yīng)的是F2.0，但物理光圈加大后，圖像四角解像力下滑嚴(yán)重，而雙攝像頭方案可輕松實(shí)現(xiàn)大光圈效果，突破單攝像頭鏡頭物理光圈方案的效果極限。

　　對(duì)于平行與非平行兩種不同結(jié)構(gòu)的雙攝像頭，實(shí)現(xiàn)景深控制的方式是不同的。主副（非平行）雙攝像頭結(jié)構(gòu)中，主攝像頭負(fù)責(zé)拍攝，副攝像頭責(zé)測算景深范圍和空間信息提供可靠地實(shí)際景深范圍，從而實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確對(duì)焦。而平行雙攝像頭通過軟硬結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)景深控制。

 

　　3、雙攝頭全球市場分析

 

　　如果按手機(jī)使用的攝像頭總量來粗略估算，此前每個(gè)手機(jī)配2個(gè)攝像頭，未來都將配3個(gè)攝像頭的話，則攝像頭市場數(shù)量規(guī)模將增加50%，由于雙攝像頭模組的單價(jià)與單攝像頭模組單價(jià)相比超過2倍，所以市場產(chǎn)值增量超過50%。

 

　　考慮到雙攝像頭技術(shù)難度，預(yù)計(jì)良率逐漸提高后，2016年是雙攝像頭市場拐點(diǎn)，滲透率突破10%，到2018年在手機(jī)和平板電腦滲透率分別達(dá)到50%與52%。并于2018年達(dá)到11.38億顆?？紤]到雙攝像頭由于工藝復(fù)雜，成品率低，單位傳感器價(jià)格存在溢價(jià)效應(yīng)，初期雙攝像頭的價(jià)格可能是單攝像頭模組的3~4倍。測算出2018年市場空間將達(dá)125.2億美元。2015~2018年間，雙攝像頭市場規(guī)模平均復(fù)合增長率達(dá)133.8%。

 

　　雙攝產(chǎn)業(yè)鏈備戰(zhàn)氣氛漸濃，巨頭有望打開市場

 

　　相比于傳統(tǒng)攝像頭的硬件產(chǎn)業(yè)鏈，雙攝產(chǎn)業(yè)鏈從硬件、算法、后端平臺(tái)與應(yīng)用，缺一不可，因此普及需要巨頭推動(dòng)。過去由于雙攝像頭存在算法資源稀缺、制造難度較大、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；顿Y大等諸多技術(shù)難度發(fā)展緩慢，我們認(rèn)為2016年有望成為雙攝拐點(diǎn)，一方面，從高通、MTK積極推出雙攝算法、歐菲光等上游產(chǎn)業(yè)鏈積極的擴(kuò)產(chǎn)投資、新技術(shù)出現(xiàn)、下游終端蘋果產(chǎn)業(yè)鏈布局等情況來看，雙攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈正在加速催熟，另一方面，蘋果于去年4月收購Linx，掌握多攝像頭技術(shù)，iPhone新一代手機(jī)有望搭載雙攝像頭。

　　雙攝像頭的硬件包括CCMModule，ProfessionalBridger。算法包括Algorithm，ISPChip等。后端平臺(tái)包括BBPlatform，Algorithm。應(yīng)用包括APP，Customer。起到的作用不同，但是同處于一個(gè)系統(tǒng)下才能讓雙攝像頭拍攝出好的畫面。

 

　　硬件：雙攝像頭的進(jìn)光量增加一倍，直接提高照片感光度，降低圖像噪點(diǎn)，在弱光和夜景拍攝中效果會(huì)更好。

 

　　算法：雙攝像頭通過算法實(shí)現(xiàn)單個(gè)攝像頭拍攝出來的單個(gè)圖像合二為一。

 

　　后端平臺(tái)：指的是能實(shí)現(xiàn)各種算法的硬件載體，如MT6795、QCOM8974等。

 

　　應(yīng)用：背景消除、測距等。

 

　　開篇我們把雙攝像頭分為三類，每一類都有相應(yīng)的算法公司和平臺(tái)公司，以及外掛處理器。首先我們來看算法的問題。在雙攝像頭領(lǐng)域，算法是核心。兩個(gè)攝像頭拍攝的區(qū)域或功能不同，兩個(gè)攝像頭拍攝出兩個(gè)獨(dú)立的部分如何合二為一，這就需要算法處理、合成。無論是產(chǎn)品應(yīng)用，還是產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)，都必須圍繞算法來進(jìn)行。

 

　　雙攝像頭模塊所帶攝像頭顆數(shù)是普通模塊2倍，單攝像頭組成部分：鏡頭、CIS、音圈馬達(dá)、紅外濾光片、PCB這些部件也將是普通模塊的2倍，所以，隨著雙攝像頭的流行產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)將會(huì)受益。

　　另一方面新的技術(shù)也不斷出現(xiàn)。比如最新的CSM模組封裝技術(shù)通過將芯片直接粘合在Holder上有望顯著提高雙攝像頭生產(chǎn)的良率并降低成本。同時(shí)一種移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)，通過后標(biāo)定加角度補(bǔ)償,大大提高生產(chǎn)的精度及良品率，降低了功耗并提升響應(yīng)速度，同時(shí)由于磁性部件位于模組四個(gè)角落也使得雙攝像頭的抗磁干擾特性加強(qiáng)，解決了雙攝像頭以往存在的光學(xué)防抖問題。

　　雙攝像頭有望向多攝像頭與3D攝像頭發(fā)展

 

　　行業(yè)認(rèn)為雙攝像頭更重要的意義是其將對(duì)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈的變革，進(jìn)而催生出新的應(yīng)用場景。隨著雙攝像頭市場的爆發(fā)，將使得多攝像頭封裝生產(chǎn)技術(shù)與3D攝像算法技術(shù)逐漸成熟，未來攝像頭將向陣列攝像頭與3D攝像頭發(fā)展，攝像頭市場空間與應(yīng)用場景將爆發(fā)式增長。雙攝像頭的概念本身即是是從多攝像頭衍生而來，其中典型代表是由諾基亞與高通共同投資的PelicanImaging研發(fā)的4×4陣列式攝像頭。攝像頭模塊中共有16顆子攝像頭，每個(gè)鏡頭都可以單獨(dú)捕捉圖像，然后合并成一張照片。

 

　　陣列攝像頭可以強(qiáng)化雙攝像頭所有優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)單一鏡頭甚至雙攝像頭無法達(dá)到的效果，比如大景深以及更加精細(xì)的3D建模與手勢(shì)識(shí)別，同時(shí)多攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝照片色彩純度較高以及實(shí)現(xiàn)先拍照后對(duì)焦等功能。另一方面，未來手機(jī)有望通過搭載多種傳感器以實(shí)現(xiàn)3D建?；蛘邚?fù)合功能。比如英特爾RealSense攝像頭搭載一顆紅外傳感器，Google旗下ProjectTango項(xiàng)目的手機(jī)與平板背部裝有兩個(gè)攝像頭與一個(gè)深度傳感器。隨著技術(shù)的成熟，未來傳感器融合將是大趨勢(shì)。

　　3D攝像頭由于可以掃描用戶所處環(huán)境，進(jìn)行立體建模與手勢(shì)識(shí)別提升用戶體驗(yàn)，一直被業(yè)界認(rèn)為是未來主流發(fā)展方向。一方面，通過繪制出周圍世界的3D模型，可以成為多種應(yīng)用的基礎(chǔ)，例如在大型購物中心和其他室內(nèi)空間向用戶提供方向?qū)Ш剑瑤椭脩魧ふ夷臣疑痰昊蚰硞€(gè)物體，繪制3D地圖，幫助盲人在陌生的地方導(dǎo)航；讓人們能利用家中的環(huán)境玩擬真的3D游戲等。另一方面，通過構(gòu)建3D模型可以識(shí)別用戶臉部表情與手勢(shì)變化，極大提高人機(jī)互動(dòng)方式。

　　“雙攝+算法”創(chuàng)造虛擬空間，受益VR硬件市場火爆

 

　　“雙攝+算法”可以實(shí)現(xiàn)3D建模，打造虛擬空間，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別，有望成為VR重要的硬件輸入窗口。VR具備IT成功者的六大基因：技術(shù)大幅改進(jìn)、價(jià)格大幅下降、巨頭引領(lǐng)資本和行業(yè)趨勢(shì)、抓住用戶痛點(diǎn)、帶來前所未有的用戶體驗(yàn)、提升社會(huì)效率。

 

　　VR的市場爆發(fā)將帶動(dòng)硬件輸入與3D建模產(chǎn)業(yè)鏈，雙攝像頭有望深度受益。VR為用戶構(gòu)建3D沉浸式環(huán)境，并與平面體驗(yàn)中使用的點(diǎn)擊和滑動(dòng)的操作方式不同的是，在AR和VR中人機(jī)互動(dòng)方式被替換成了語音、姿勢(shì)、抓握、手推、點(diǎn)頭、甚至是眨眼，而雙攝像頭是三維建模的若干種硬件方案—Kinect、Leapmotion、ProjectTango—尺寸最小，成本最低，范圍化最容易的蠻干，因此有望成為VR重要硬件輸入窗口。

　　雙攝像頭成為智能手機(jī)新趨勢(shì)，根據(jù)蘋果收購雙攝像頭企業(yè)Linx的動(dòng)作來看，下一代蘋果有可能配備雙攝像頭，未來雙攝像頭可能成為智能手機(jī)的標(biāo)配。而對(duì)于鏡頭保護(hù)層來講，未來將使用透光率更高、更耐刮花的藍(lán)寶石材料，晶至作為專業(yè)與加工藍(lán)寶石供應(yīng)商，為雙攝象頭創(chuàng)造智能手機(jī)新領(lǐng)域。

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