光学与光电技术

揭秘光学产业!手机/自动驾驶/VR背后的核心,中 

来源:光学与光电技术 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-07-01

光学行业是信息技术革命中最重要的环节之一,从全球光学镜头的应用看,手机、视频监控、车载摄像机是三个最大的终端市场,而近些年火爆的VR/AR也很大程度上推动了光学行业的增长。

从手机摄像头的发展历程看,几乎每隔2到3年都会有至少一次光学的革命性创新,是绝对的成长性行业。随着手机多摄化的持续推进,手机行业仍在很长的一段时间内成为光学行业增长的主要动力。 而自动驾驶技术发展,带动车载镜头需求提升,重塑了光学行业天花板。 随着 VR/AR 硬件不断升级,应用场景的不断丰富, 光学行业开启新巨量赛道。

本期的智能内参,我们推荐华创证券的报告《 消费电子光学创新与汽车电子自动驾驶共振, 光学行业打开新巨量市场》, 详细分析光学行业发展状况,并下沉分析各细分领域的竞争格局。

本期内参来源:华创证券

《 消费电子光学创新与汽车电子自动驾驶共振, 光学行业打开新巨量市场》

作者: 耿琛

一、消费电子光学,量价齐升

2000年第一台带摄像头的手机夏普J-SH04问世,随之而来的是第一台带有前置摄像头的摩托罗拉 C975;2011 年 2 月 LG P925 的发布,是全球首款支持双摄像头的手机。2018 年华为 P20 开启后置双摄时代,2019 年华为 P30 更是创举性的使用后置四摄,20 年的新品P40 Pro 更是将后置摄像头升级为 5 颗,多摄化进程进一步加速。

从苹果和安卓(华为)智能手机更新换代看摄像头发展史

手机摄像头向着多摄化方向发展并不是偶然的,它有着其内在逻辑。 由于尺寸的限制,手机中的单个摄像头必然无法与专业摄影设备竞争。而引入多摄后,各个摄像头分工合作,在算法软件的配合下,具有主摄+广角+长焦+虚化等优势,目前已成为安卓系手机的主要配置。在不同的镜头组合下,多摄模组具有光学变焦、背景虚化、暗光拍摄等优势,极大提升了拍摄效果。

多摄化已成现阶段主流方案

2019 年全球智能手机摄像头总数达到 44 亿颗,平均每部手机搭载摄像头颗数达 3.21 颗,三摄市场渗透率迅猛提升。目前三星三摄及以上手机渗透率最高,达到 27%,华为则以 23%位居第二。手机摄像头个数增多,逐步推动了“广角”、“长焦”、“微距”和“虚化”等 3D 成像质量的提升,同时促进摄视觉解决方案市场规模稳步增长。

全球智能手机单部搭载摄像头数量

2019 年主流手机三摄品牌市占率

除了多摄,光学镜头高像素化仍然是大势所向。 像素作为消费者最关注的参数之一,已经从手机搭载摄像头伊始的 11 万像素,迅速发展至千万像素摄像头成为主流。2018 年12 月,华为发布首款 4800 万像素主摄手机 Nova 4,至 19 年,40/48MP 摄像头已成为手机市场主流。小米于19年11月发布的CC9 pro中首次搭载1亿像素后置主摄,开启108MP后摄时代。

主流手机品牌旗舰机型主摄像头像素(MP)

手机镜头过去都采用纯塑胶镜片,随着像素提升带动的镜头升级,相机使用的塑胶镜片数量持续增加。 现阶段手机镜头已有5片、6片 向 7片、8片 方向升级,镜片数的提升,无疑会带来整机厚度的增加,并且随手机摄像头像素升级、光圈变大,塑料镜头在成像清晰度、失真率等光学性能方面遇到瓶颈。手机镜头在 6镜片以后,开始出现玻塑混合镜头的方案,1 片玻璃镜头加 5 片塑料镜头或者 2 片玻璃镜片加 3 片塑料镜片能够实现 7片镜头功能。

波塑混合镜头结构示意图

玻塑混合镜头优点众多,或成未来主流镜头方案。当前玻璃镜片的生产工艺主要包括模造玻璃、WLO 和 WLG,其中模造玻璃以其工艺成熟、成本较低的优点,已经实现量产。玻塑混合镜头以玻璃镜片替代部分塑料镜片,由于玻璃镜片相较塑料镜片透光率更强、进光亮更大,能够提升成像质量,减少镜片数量而降低镜头厚度。自 2017 年 LG 采用玻塑混合镜头以来,玻璃镜片加工工艺的逐渐成熟、成本降低,现在已开始在手机终端规模化应用。

不同镜头工艺区别

镜头升级多元化发展,大光圈、超广角也成为新趋势。 光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面光量的装置,通常而言光圈的大小是由镜头孔径和焦距决定的。当光线通过镜片之后,再经由光圈照射到 CMOS 感光元件上。

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