目前,蘋(píng)果、華為、三星、小米等行業(yè)龍頭都在大力推廣雙攝像頭手機,雙攝大有成為品牌旗艦手機的標配之勢。從雙攝像頭的組合方式來(lái)看,目前流行的兩種組合,一種是RGB+Mono,即彩色+黑白,華為P9采用的就是這種方式,另外一種是長(cháng)焦+廣角+OIS,iPhone7 Plus采用即是這種方式。隨著(zhù)蘋(píng)果將OIS光學(xué)防抖功能引入智能手機,長(cháng)焦+廣角+OIS的組合方式受到業(yè)內的廣泛關(guān)注,也成為終端廠(chǎng)商實(shí)現差異化的著(zhù)力點(diǎn)。20161115-SENSOR-1

單攝發(fā)展面臨瓶頸 雙攝技術(shù)帶來(lái)更強用戶(hù)體驗

“在智能手機同質(zhì)化的今天,消費者真正關(guān)心的是用戶(hù)體驗,而用戶(hù)體驗的提升在兩個(gè)方向上還有很大改進(jìn)的空間,一是電池,二是攝像頭,而電池受限于材料學(xué)的進(jìn)展沒(méi)法一蹴而就,因此大家的發(fā)力點(diǎn)就集中在了攝像頭上。” 在前不久舉辦的OIS馬達技術(shù)研討會(huì )上,愛(ài)佩儀光電技術(shù)公司副總裁陸大昕如是說(shuō)。

不過(guò),值得注意的是,目前單攝像頭的發(fā)展面臨著(zhù)一系列瓶頸。陸大昕指出,首先,單攝像頭的感光單像素尺寸變小, 2000萬(wàn)像素已經(jīng)接近瓶頸,并且感光量不足、暗光效果不理想;其次,難以真正快速對焦,PDAF技術(shù)對速度提高有限,而雙攝提供了更快速途徑;三是無(wú)法獲得及利用位置信息;四是無(wú)法實(shí)現多場(chǎng)景、多應用,如景深拍照、3D成像和VR等。

與攝像頭相對應的是,雙攝技術(shù)能帶來(lái)更強的用戶(hù)體驗,包括光學(xué)變焦、虛擬光圈、快速對焦、圖像合成、3D應用和VR應用等。也因此,雙攝像頭成為攝像頭技術(shù)的一大發(fā)展方向,尤其是內置OIS光學(xué)防抖馬達的雙攝像頭被認為是攝像頭行業(yè)最熱點(diǎn)的技術(shù)。20161115-SENSOR-2目前,雙攝像頭的組合方式有四種:一是主/副攝像頭拍攝(大+?。?,如13M+5M分別拍攝2幅圖像,再合成,實(shí)現景深拍照、快速對焦;二是RGB+Mono(彩色+黑白),通過(guò)圖像合成提高光感度達2.8倍;三是3D應用,雙CCM距離越遠效果越好,3D成像、建模;光學(xué)變焦,長(cháng)焦+廣角,不同的FOV組合,通過(guò)算法達到光學(xué)變焦效果。其中流行的兩種組合是華為P9 采用的RGB+Mono和iPhone7 Plus采用的長(cháng)焦+廣角+OIS。

從結構方式來(lái)看,雙攝像頭有兩種結構方式,一種是共基板,Sensor安裝在同一PCB板上,抗跌性好;另外一種是共支架,獨立的2個(gè)CCM用支架固定,良率較高。20161115-SENSOR-3毫無(wú)疑問(wèn),雙攝為一線(xiàn)模組生產(chǎn)商提供了產(chǎn)業(yè)升級機會(huì )。目前國內一線(xiàn)模組生產(chǎn)商都在雙攝領(lǐng)域發(fā)力。另外,隨著(zhù)雙攝及OIS的發(fā)展也推動(dòng)了VCM馬達產(chǎn)業(yè)的高成長(cháng)。

雙OIS雙攝是技術(shù)發(fā)展的必然 還需突破四大難點(diǎn)

眾所周知,iPhone7 Plus只有一個(gè)攝像頭里搭載了OIS馬達,不過(guò)業(yè)界傳出其正致力于實(shí)現雙OIS的消息。目前,雙攝像頭的制造原本就面臨極大挑戰,如果要實(shí)現雙OIS雙攝,難度則是兩項技術(shù)的疊加。目前來(lái)看, OIS VCM馬達主要面臨以下難點(diǎn):

一是成本問(wèn)題,馬達主要成本為原材料成本以及良率損耗的問(wèn)題,由于這兩方面的原因,OIS馬達比普通馬達要貴很多。目前,FPCOIL等核心資源還掌握在日本手里,霍爾元件等資源缺少議價(jià)權,LDS工藝做成的制品價(jià)格昂貴。“零部件可能存在有設計,沒(méi)有資源的問(wèn)題,所以?xún)r(jià)格無(wú)法達到量產(chǎn)的目標。”上海比路電子股份有限公司華南區銷(xiāo)售總監王會(huì )廣說(shuō),設計初期如果可以充分考慮模組廠(chǎng)商的要求,設計時(shí)可以規避。從效果上來(lái)說(shuō),只是約定規格和良率的問(wèn)題,這要跟終端廠(chǎng)商、模組廠(chǎng)商設定一個(gè)規格,以及OIS防抖最終達到的期望效果。這也是比路電子目前所能做的。他透露,比路電子的OIS馬達近期會(huì )量產(chǎn)。

陸大昕指出,一顆OIS馬達的單價(jià)比普通馬達要高出許多。在單攝像頭中采用馬達,模組廠(chǎng)商都會(huì )對產(chǎn)品成本和性?xún)r(jià)比做一個(gè)考量,要在雙攝中搭載兩顆OIS馬達,這無(wú)疑是在原本就高成本的雙攝像頭上雪上加霜。

二是更精密的制造工藝,要求CCM制造工藝登峰造極。這包括雙攝像頭位置穩定、Sensor芯片貼裝精度更高、光軸平行度高、在A(yíng)A制程基礎上進(jìn)行光學(xué)矯正。據了解,在制造過(guò)程中,如何保障兩個(gè)圖像傳感器的符合平面度誤差小于一定范圍,兩個(gè)鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來(lái)講至關(guān)重要。兩個(gè)鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以?xún)?,距離精度控制在0.05毫米以?xún)?,這個(gè)非常有難度,即使現在的最先進(jìn)的AA制程也不能完全解決這個(gè)問(wèn)題。

目前OIS基本常用的有兩種技術(shù),一種是SHIFT(平移式)方式,另一種是TITLE(移軸式)方式。陸大昕稱(chēng),愛(ài)佩儀的移軸式OIS VCM馬達用于雙攝有很大工藝優(yōu)勢,一套機構可以完成AF/OIS,光軸可調,并且動(dòng)子無(wú)磁性。“APP的可變光軸動(dòng)態(tài)調整技術(shù),是實(shí)現雙OIS雙攝的關(guān)鍵。二者的共同點(diǎn)是光軸調整,APP在技術(shù)上實(shí)現了二者有機融合,同時(shí)實(shí)現二種功能,成本更有競爭力。”20161115-SENSOR-4三是雙VCM間的磁干擾問(wèn)題。傳統方式的攝頭模組抗磁干擾能力非常弱,且兩個(gè)攝頭模組的堆疊必須保持一定距離,才能達到防磁效果。

針對雙攝馬達磁場(chǎng)干擾問(wèn)題,王會(huì )廣認為永磁鐵干擾問(wèn)題比較突出,可以考慮磁石共用的問(wèn)題,用兩個(gè)馬達共用一個(gè)磁石來(lái)解決。三美達光學(xué)陳俊成表示,可以從設計上降低對外界磁場(chǎng)敏感度,降低搭配馬達組磁場(chǎng)干擾。20161115-SENSOR-5應對磁干擾,愛(ài)佩儀 OIS VCM馬達的原理是把4個(gè)線(xiàn)圈置于四角,產(chǎn)生4個(gè)電磁力。另外在馬達外圍包有一層金屬導磁材料,從而把其他磁場(chǎng)對中心移動(dòng)部件的磁力干擾降到最低。通過(guò)實(shí)驗驗證,即使將兩個(gè)模組放置 0.05毫米的距離,自動(dòng)對焦及光學(xué)防抖功能仍可以正常工作。20161115-SENSOR-6四是OIS檢測問(wèn)題。“有多少模塊廠(chǎng)可以進(jìn)行OIS IQC?若不可以進(jìn)行檢測到時(shí)候有爭議如何厘清?不進(jìn)行檢驗如何確保行程/電流/傾斜角等在規范內,確保造成的影像調適達到預期效果。” 陳俊成說(shuō),這些都是制造環(huán)節需要考慮的問(wèn)題,若是無(wú)法在第一時(shí)間厘清規格問(wèn)題,OIS的市場(chǎng)是無(wú)法被廣泛放大的。三美達的OIS設備、程序都是自主研發(fā)設計,可以幫客戶(hù)解決OIS檢測問(wèn)題。

陳俊成稱(chēng),除此之外,OIS目前還需要克服粉塵問(wèn)題,包括來(lái)料粉塵和碰撞(RA)粉塵,以及OIS信賴(lài)性強度,如設計可靠度。

目前,雙攝像頭已逐漸成為攝像頭行業(yè)的趨勢,光學(xué)變焦也正成為手機拍照的重要功能,而OIS有助于實(shí)現更高倍數的光學(xué)變焦。隨著(zhù)雙OIS雙攝成為技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展的必然,OIS馬達市場(chǎng)將迎來(lái)更加顯著(zhù)的增長(cháng)。不過(guò),雙OIS雙攝要被廣泛應用于手機之上,還必須跨過(guò)以上四道坎。