双摄像头技术——手机摄像头发展的新方向

这是“方旭资本”的第206篇文章,本文为原创。欢迎转发分享。未经本公众号授权谢绝其他公众号转载。

徐余颛,中科院凝聚态物理博士,红证方旭(北京)资本管理有限公司高级投资经理。



早在功能机时代,手机摄像头就成为了诸多用户记录自己生活中点点滴滴的工具。而在那个时代,镜头像素成为了衡量一个手机摄像功能高低的最大标杆。而进入智能机时代后,光圈、CMOS芯片尺寸、成像算法等参数也逐渐被广大手机摄影爱好者所发现,摄影质量越来越高,以至于使得数码相机行业一蹶不振。而刚刚上市的十周年iphone X中,其基于双摄像头技术的 3D摄像头无疑引起了诸多摄影爱好者的关注。那么本篇就由笔者来为大家介绍一下这个双摄像头技术。

来源:掌上机汇

大多看过3D电影的读者想必对3D电影的拍摄原理并不陌生——依靠左右两台摄像机模拟人的双眼拍摄同一场景,而后使用两台放映机将两个图像叠加于荧屏上,观众则通过3D眼镜使每只眼睛只接受对应放映机放映出的图像,从而产生身临其境的感觉。苹果的3D摄像技术也是依托同样的原理,两个摄像头分别对同一物体进行拍摄,再通过特定的成像算法叠加,从而实现3D照相的目的。

来源:电脑发烧友

双摄像头技术的优点不仅仅在于3D摄影,更可以在普通摄影成像上表现出比单摄像头技术更加出彩的地方。比如说对于单摄像头,在现有手机厚度及相应CMOS感光芯片尺寸的条件下,手机像素2000万之上,再单纯提升像素数量,将导致单像素的感光面积下降,因此难以有效提升图像质量,相反由于小尺寸上光的干涉作用会导致噪点增加。而对于双摄像头技术,其由于数量增加相当于变相提高了CMOS感光芯片的尺寸,从而可能通过成像叠加算法的改进得到较单摄像头技术极限更高的成像质量。

另一方面,传统单摄像头手机均有暗光拍摄成像较差的问题。这是由于受成本的考虑,目前手机摄像头的成像芯片均为CMOS而不是CCD。而CMOS传感器有一个最大缺点,就是它是色盲——其每个像素只能获得光的强度信号,无法辨别光的颜色。因此工程师想了个办法,把每个像素上都放臵一个的色彩滤光器,只允许一种颜色的光通过,这样每个像素就可以记录一种颜色的光强信号。基于此,每束光都能分解成R+B+G三原色,并被CMOS芯片记录下来,然后后期通过算法合成光的颜色和亮度。但也正因为色彩滤光器的设计,CMOS传感器会损失一部分进光量,导致照片无法在低亮度的环境中,像人的眼睛一样清晰地抓拍。但对于双摄像头来说,这样的问题只需要一个摄像头使用彩色模式和一个摄像头使用黑白模式就可以通过二者的分析叠加迎刃而解。

来源:电子发烧友

此外,使用双摄像头技术还可以实现单摄像头无法达到的光学变焦拍照。光学变焦主要是左右摄像头使用不同的FOV(可视角),这样两个摄像头取景不同。当用户需要广角照片,则用视角为85度的左摄像头取景,获得广角效果。当用户需要长焦照片,则用视角为45度的右摄像头取景,获得长焦效果,将二者叠加从而实现如下图所示的效果。


来源:舜宇光学

正是由于双摄像头技术的上述优势,HTC、苹果、华为、cool、360(奇酷)等手机厂商均开始采用了这一技术路线,未来这必将成为手机摄像头技术发展的主要方向之一。按照手机摄像头当前价格中位数5美元,2015年大约31.5亿颗摄像头,年产值预计超过143亿美元。以当前各大主流品牌推广双摄速度,保守估计2018年手机双摄像头市场渗透率达40%,届时手机摄像头每年需求量将达45.7亿颗,手机摄像头年产值将达188.1亿美元,而其中双摄产业链市场规模预计将从16年的15.9亿美元提升到18年的87.3亿美元,CAGR可达134%。

来源:IDC、TrendForce

随着双摄像头技术的发展,双摄像头手机必将逐步取代当前主流的单摄像头手机,而能提供双摄像头模组及配套技术的公司也将在不久的将来展现出令人瞩目的业绩。既然说道手机摄像头,我们就不得不将关注点放到相机的灵魂——镜头上,在这样一个双摄像头手机越来越多的趋势下,什么样的手机镜头企业能够一路领先,就让我们下期再见吧。