目前,蘋果、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(biāo)配之勢。從雙攝像頭的組合方式來看,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,另外一種是長焦+廣角+OIS,iPhone7 Plus采用即是這種方式。隨著蘋果將OIS光學(xué)防抖功能引入智能手機,長焦+廣角+OIS的組合方式受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注,也成為終端廠商實現(xiàn)差異化的著力點。
單攝發(fā)展面臨瓶頸 雙攝技術(shù)帶來更強用戶體驗
“在智能手機同質(zhì)化的今天,消費者真正關(guān)心的是用戶體驗,而用戶體驗的提升在兩個方向上還有很大改進的空間,一是電池,二是攝像頭,而電池受限于材料學(xué)的進展沒法一蹴而就,因此大家的發(fā)力點就集中在了攝像頭上。” 在前不久舉辦的OIS馬達技術(shù)研討會上,愛佩儀光電技術(shù)公司副總裁陸大昕如是說。
不過,值得注意的是,目前單攝像頭的發(fā)展面臨著一系列瓶頸。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;三是無法獲得及利用位置信息;四是無法實現(xiàn)多場景、多應(yīng)用,如景深拍照、3D成像和VR等。
與攝像頭相對應(yīng)的是,雙攝技術(shù)能帶來更強的用戶體驗,包括光學(xué)變焦、虛擬光圈、快速對焦、圖像合成、3D應(yīng)用和VR應(yīng)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(nèi)置OIS光學(xué)防抖馬達的雙攝像頭被認為是攝像頭行業(yè)最熱點的技術(shù)。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,實現(xiàn)景深拍照、快速對焦;二是RGB+Mono(彩色+黑白),通過圖像合成提高光感度達2.8倍;三是3D應(yīng)用,雙CCM距離越遠效果越好,3D成像、建模;光學(xué)變焦,長焦+廣角,不同的FOV組合,通過算法達到光學(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采用的長焦+廣角+OIS。
從結(jié)構(gòu)方式來看,雙攝像頭有兩種結(jié)構(gòu)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CCM用支架固定,良率較高。毫無疑問,雙攝為一線模組生產(chǎn)商提供了產(chǎn)業(yè)升級機會。目前國內(nèi)一線模組生產(chǎn)商都在雙攝領(lǐng)域發(fā)力。另外,隨著雙攝及OIS的發(fā)展也推動了VCM馬達產(chǎn)業(yè)的高成長。
雙OIS雙攝是技術(shù)發(fā)展的必然 還需突破四大難點
眾所周知,iPhone7 Plus只有一個攝像頭里搭載了OIS馬達,不過業(yè)界傳出其正致力于實現(xiàn)雙OIS的消息。目前,雙攝像頭的制造原本就面臨極大挑戰(zhàn),如果要實現(xiàn)雙OIS雙攝,難度則是兩項技術(shù)的疊加。目前來看, OIS VCM馬達主要面臨以下難點:
一是成本問題,馬達主要成本為原材料成本以及良率損耗的問題,由于這兩方面的原因,OIS馬達比普通馬達要貴很多。目前,F(xiàn)PCOIL等核心資源還掌握在日本手里,霍爾元件等資源缺少議價權(quán),LDS工藝做成的制品價格昂貴。“零部件可能存在有設(shè)計,沒有資源的問題,所以價格無法達到量產(chǎn)的目標(biāo)。”上海比路電子股份有限公司華南區(qū)銷售總監(jiān)王會廣說,設(shè)計初期如果可以充分考慮模組廠商的要求,設(shè)計時可以規(guī)避。從效果上來說,只是約定規(guī)格和良率的問題,這要跟終端廠商、模組廠商設(shè)定一個規(guī)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馬達近期會量產(chǎn)。
陸大昕指出,一顆OIS馬達的單價比普通馬達要高出許多。在單攝像頭中采用馬達,模組廠商都會對產(chǎn)品成本和性價比做一個考量,要在雙攝中搭載兩顆OIS馬達,這無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(wěn)定、Sensor芯片貼裝精度更高、光軸平行度高、在AA制程基礎(chǔ)上進行光學(xué)矯正。據(jù)了解,在制造過程中,如何保障兩個圖像傳感器的符合平面度誤差小于一定范圍,兩個鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來講至關(guān)重要。兩個鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以內(nèi),距離精度控制在0.05毫米以內(nèi),這個非常有難度,即使現(xiàn)在的最先進的AA制程也不能完全解決這個問題。
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,愛佩儀的移軸式OIS VCM馬達用于雙攝有很大工藝優(yōu)勢,一套機構(gòu)可以完成AF/OIS,光軸可調(diào),并且動子無磁性。“APP的可變光軸動態(tài)調(diào)整技術(shù),是實現(xiàn)雙OIS雙攝的關(guān)鍵。二者的共同點是光軸調(diào)整,APP在技術(shù)上實現(xiàn)了二者有機融合,同時實現(xiàn)二種功能,成本更有競爭力。”三是雙VCM間的磁干擾問題。傳統(tǒng)方式的攝頭模組抗磁干擾能力非常弱,且兩個攝頭模組的堆疊必須保持一定距離,才能達到防磁效果。
針對雙攝馬達磁場干擾問題,王會廣認為永磁鐵干擾問題比較突出,可以考慮磁石共用的問題,用兩個馬達共用一個磁石來解決。三美達光學(xué)陳俊成表示,可以從設(shè)計上降低對外界磁場敏感度,降低搭配馬達組磁場干擾。應(yīng)對磁干擾,愛佩儀 OIS VCM馬達的原理是把4個線圈置于四角,產(chǎn)生4個電磁力。另外在馬達外圍包有一層金屬導(dǎo)磁材料,從而把其他磁場對中心移動部件的磁力干擾降到最低。通過實驗驗證,即使將兩個模組放置 0.05毫米的距離,自動對焦及光學(xué)防抖功能仍可以正常工作。四是OIS檢測問題。“有多少模塊廠可以進行OIS IQC?若不可以進行檢測到時候有爭議如何厘清?不進行檢驗如何確保行程/電流/傾斜角等在規(guī)范內(nèi),確保造成的影像調(diào)適達到預(yù)期效果。” 陳俊成說,這些都是制造環(huán)節(jié)需要考慮的問題,若是無法在第一時間厘清規(guī)格問題,OIS的市場是無法被廣泛放大的。三美達的OIS設(shè)備、程序都是自主研發(fā)設(shè)計,可以幫客戶解決OIS檢測問題。
陳俊成稱,除此之外,OIS目前還需要克服粉塵問題,包括來料粉塵和碰撞(RA)粉塵,以及OIS信賴性強度,如設(shè)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有助于實現(xiàn)更高倍數(shù)的光學(xué)變焦。隨著雙OIS雙攝成為技術(shù)和市場發(fā)展的必然,OIS馬達市場將迎來更加顯著的增長。不過,雙OIS雙攝要被廣泛應(yīng)用于手機之上,還必須跨過以上四道坎。