潜望光学变焦有望成为下一个光学创新重点

光学作为消费电子最好的赛道之一,魅力在于其创新永不停歇,18年华为率先推出三摄带动旗舰热卖,今年更将推出潜望式摄像头,那么:1)为什么要用潜望式摄像头?2)终端厂商意愿如何,是否有进入门槛?3)对产业链有何影响?本文将重点阐述。

从像素提升到光学变焦,光学升级永不停歇: 像素提升是过去光学升级的主要手段,受CMOS尺寸限制,像素升级趋缓,光学变焦成为手机拍照追赶专业相机的新突破口。智能机轻薄短小趋势下,类似单反的伸缩式镜头难以推广,目前主流的光学变焦通过普通的双摄、三摄中长焦镜头来实现。

高倍率光变元年开启,潜望式设计有望快速渗透: 长焦镜头一般只能实现2-3倍光学变焦,而潜望式结构的出现,使得5倍乃至10倍光学变焦成为可能。终端品牌也在加速布局,争夺手机拍照能力高地,OPPO最早发布5倍、10倍光学变焦技术,三星近期收购了成熟方案和算法厂商Corephotonics,华为则是通过自研有望率先实现5倍光学变焦的商用,我们判断随着终端大厂入局,潜望式摄像头有望快速渗透。

潜望式结构复杂,产业链各环节迎量价齐升: 与普通摄像头相比,潜望式摄像头的进入门槛在于方案和算法,拥有自主芯片平台的终端厂商具备领先优势。零部件方面,Lens、棱镜、马达、模组等环节价值量大幅提升,率先切入的供应商有望受益。继续推荐提供棱镜和滤光片的水晶光电,建议关注棱镜供应商利达光电。同时建议关注主要模组供应商舜宇光学,其高端Lens占比有望持续提升,以及欧菲科技未来也有望切入。

风险提示:智能机出货量大幅下滑,潜望式摄像头渗透不及预期,潜望式摄像头价格大幅下滑。

正文

1. 本周观点:潜望光学变焦有望成为下一个光学创新重点

1、 从像素提升到光学变焦,光学升级永不停歇。

光学升级一直是智能手机创新重点,过去手机摄像头升级主要以像素提升为主,以iPhone为例,从iPhone 4开始,后置摄像头经历了5M、8M和12M,国产机型更为激进,华为、小米旗舰最大像素分别达到40M和48M,像素的升级带动了拍照质量的持续提升。

受CMOS尺寸限制,近几年像素升级趋势明显放缓,苹果从iPhone 6s开始到iPhone Xs Max一直采用12M像素。像素升级趋缓后,手机品牌越来越重视变焦能力的提升,发布会上我们也能更多地接触到数字变焦、混合变焦、光学变焦等宣传。18年3月,华为在春季发布会上率先推出三摄旗舰机型,能够实现3倍光学变焦、5倍混合变焦和10倍数字变焦。凭借变焦三摄,P20 Pro荣登DxOMark榜首,P20系列也成为华为最畅销旗舰。

我们发现,普通三摄,即使是四摄基本也只能实现2-3倍光学变焦(手机的长焦摄像头的高度限制其焦距无限扩大),那么如何达到单反级别的高倍率光学变焦呢?

2、 高倍率光变元年开启,潜望式设计有望快速渗透

由于模组高度的限制,无法持续做大长焦摄像头焦距,提高光学变焦倍率,而潜望式结构的出现,完美解决了这一问题。潜望式摄像头模组平行放置在手机上,在镜头末端增加一个45°的棱镜改变光路,模组横置之后,实际焦距可以大幅增加,同时不影响整个模组高度。

17年OPPO在MWC上发布了5倍光学变焦技术,也是采用了潜望式设计,与华硕的不同,OPPO只使用一个转向棱镜,CMOS芯片垂直放置。通过潜望式结构,OPPO的双摄模组高度从原来的13mm降低到5.7mm,比普通2倍光学变焦双摄的模组厚度还要少10%。

近年来,终端品牌围绕拍照能力的比拼愈演愈烈,DxOMark排行榜也几经易主,以OPPO、华为、三星为代表的手机厂在光学变焦、潜望式设计领域都有深厚的储备,争夺手机拍照能力高地。

3、 潜望式结构复杂,产业链各环节迎量价齐升

摄像头产业链主要包括方案算法、镜头、VCM、滤光片、CMOS和模组制造等环节。与普通摄像头不同,潜望式结构更为复杂。除了多一块转向棱镜,镜头、马达、模组和整个方案算法等环节的附加值都大幅提升,带动相关产业产业链快速成长。

方案&算法:深耕光学+芯片平台支持,三星、华为具备领先优势

一般来说,潜望式摄像头会搭配两个普通摄像头构成潜望三摄,潜望式摄像头的结构设计,以及由于潜望式摄像头的焦身较长,针对性的马达设计和OIS,也需要方案厂商提供。目前较为成熟的方案厂商主要有三星收购的Corephotonics和华为。

另外,图像算法对于拍照质量举足轻重,从三摄开始,摄像头的应用越来越丰富,需要底层算法的支持,并不断优化,如果拥有自主芯片平台的支持,优势将更为显著。18年华为之所以能率先推出三摄机型,与自家芯片平台支持密不可分。我们判断以华为、三星为代表的拥有自主芯片平台的终端品牌,同时具备光学方案和算法能力,在潜望三摄领域能保持领先优势。

镜头:定制化程度高,高端镜头厂商受益

与普通镜头相比,潜望式摄像头镜头有更长的等效焦距,焦距是通过改变镜头中各镜片的相对位置来改变的,因此潜望式摄像头的镜头需要定制。由于潜望式镜头镜片间距较大,组装过程中要保持镜片中心处于同一轴心难度较大,产品良率也受到影响,目前在50%以下,我们预计单价在2.3美金左右,如果采用D-Cut光学镜片(即在圆形镜片上平行切割两刀,在保证有效光学尺寸同时,可以获得更优秀的光学参数,减小镜头厚度),价值量更高。

镜头行业龙头大立光凭借专利优势以及先进的制造工艺,在高端市场一直占据很高的份额,目前潜望式镜头也主要由大立光供应。近年来舜宇光学在镜头领域进展十分迅速,出货量已经行业第二,我们判断未来舜宇光学也将具备潜望式镜头的量产能力,有望受 益潜望式摄像头的逐渐渗透。

马达:长焦身对OIS 提出更高要求,VCM价值量提升

潜望式镜头由于焦身较长,对光学防抖的要求非常高,OIS VCM的设计就更为复杂。以华为P20 pro为例,三个镜头其实都配置了OIS,P20 pro在长焦镜头上配置了两个级别的光学防抖,分别位于镜头以及传感器和镜头之间。

日韩厂商凭借深厚的技术储备,以 ALPS、Mitsumi、SEMCO、TDK为代表的企业占据了大部分VCM市场份额。目前潜望式镜头的马达主要由Mitsumi和TDK提供,价格在10美金以上。国内的新思考也推出了潜望式光学变焦马达,未来有望受益潜望式摄像头的渗透。

棱镜:确定增量环节,光学元件厂有望受益

棱镜属于潜望式摄像头的增量环节,起改变光路的作用。棱镜加工流程主要包括粗磨、精磨、抛光、倒角和镀膜。用于潜望式摄像头的棱镜尺寸非常小,精度和公差的控制有很高的要求。同时,折射、反射后的光线不能分散,加工厂需要有很强的镀膜技术。我们预计光学棱镜价格在15元左右,主要供应商有舜宇信阳、水晶光电、利达光电和亚洲光学。

模组:模组制造难度增加,ASP大幅提升

最后模组方面,相比于单摄、双摄、普通三摄,潜望三摄模组制造难度大幅提升,主要体现在:1)潜望式摄像头结构复杂,光路上的棱镜、镜头、VCM、CMOS都需要对准,三个摄像头需要保持光轴平行,AA制程数更多;2)模组制造过程需要算法厂标定算法指导,即计算光轴之间的偏差,指导模组组装,潜望三摄的标定算法资源主要集中在华为和三星收购的Corephotonics手上。

因此我们判断前期潜望三摄模组资源并不多,主要是华为供应商舜宇和光宝,模组技术实力强劲并且持续配合华为研发,以及三星的Semco,单价在500元左右。随着未来渗透率提升,欧菲科技、丘钛科技和信利光电等模组厂也有望受益。

来源:东吴电子谢恒团队

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全部评论

我主圣明03-25 20:00

Anteryon公司为全球领先的晶圆级光学组件设计、制造公司,具备完整的设计和实现晶圆级高折射、高精度、高集成度、高可靠性的微型尺寸光学器件能力,其技术在目前深度识别、潜望式光路、衍射器件和微镜头阵列等方面有重要用途。

专一薅主力羊毛03-25 09:18

把索尼10多年前淘汰的卡片机技术又重新复活了

A股黄金十年03-25 09:09

多留意几个题材,备用

da船长03-25 09:09

最近研究摄像头了啊

snowbigball03-25 09:05

最早发布潜望变焦的是华硕