《产业分析》手机镜头「钱」景亮,光学厂想吃靠本事(二)

目前光学镜头厂针对3D感测镜头有全玻璃(G)、G(玻璃镜头)+P(塑胶镜头)及全塑胶(P)+AF(自动变焦)3种解决方案,其中G+P及全P+AF均有手机厂在测试。大立光执行长林恩平在日前证实,大立光已开发出採用全塑设计的发射端镜头,藉由增加1片塑胶镜片并拉长后焦方式,达到散热的效果,此设计不仅成本较Wafer Lens低很多,下游模组厂也更容易封装,目前产品已开始送样客户,就看终端客户是否採用,若大立光全P方案能获得客户採用,将可打破Wafer Lens独霸3D感测镜头局面,加速拉升3D感测镜头渗透率。

相较于手机光学镜头或3D感测镜头,光学屏幕指纹镜头主要是放在触控萤幕下方,为2P或3P组成的单颗镜头,由于手指接触萤幕时会导致光线遭到遮蔽,且取像距离甚短(微距),因此光学镜头不仅要薄,亦必须具有大光圈、广角及超短焦,让镜头在撷取影像后能快速且精准传递到感测器,并透过演算法判读解锁,虽然制造难度不似前后置高画素镜头或3D感测镜头那么高,在大量生产中要维持稳定的良率仍属不易,在低单价又有生产难度下,对投入生产的光学镜头厂能有多少获利挹注仍待观察。在眾所期待的3镜头、甚至是多镜头方面,由于3镜头主要用途是透过3个不同画素与功能的镜头配置及运作,解决低光线拍摄时的限制并达到高倍数光学变焦,技术门槛与挑战更为复杂,对镜头厂来说,3颗规格不同的镜头光学表现分数能否完全达到客户要求,以免影响模组厂组装及软体整合格外重要。

简单地说,双镜头或3镜头中的每个光学镜头光学表现分数必须一致,就如同人的双眼,如果两眼无视差,影像呈现就会贴近真实,若两眼视差过大(如:一眼1.0,另一眼0.2),就会导致落差过大影像失真。

从制造端来看,每颗光学镜头依手机厂设计有5片、6片镜片组成,从初期光学设计、模具的精准度到镜头的组装,每个环节都很重要,尤其是光学及机构设计就已决定了镜头成像品质,如果设计不良,就容易出现杂散光,形成天生的缺陷,组装时每个镜片有无倾斜、光轴心对焦是否精准、完全符合设定的MTF(调制转换函数),亦会影响光线透过镜头到达感测器的影像是否准确,若其中一颗光学镜头未达标准,将导致镜头撷取影像无法与其他镜头一致,进而影响影像判读,为了避免在影像融合或散景时出现残影或过长处理时间,光学镜头生产过程必须在双镜头或3镜头成像系统的内部与外部仔细校准,并在生产线上进行严格、甚至是以连续、自动化的执行方式来补偿物理性动态变化,降低如:温度变化与设备掉落等衝击,尽力让2颗或3颗镜头光学表现趋于一致。

在镜头模组厂及软体方面,模组厂在封装过程中除需要透过AA机进行双镜头或3镜头的校准,封装程序亦必须谨慎,由于技术门槛甚高,稍有不慎将导致良率较预期低,而3镜头架构会必须能像是只运作1个镜头,软体演算法也面临挑战,包括确保合理的处理运作时间、避免来自多个镜头的多输入影像而导致的残影,同时还要处理3镜头在讯框同步、遮蔽(occlusions)方面的不精准,以及3镜头校准资料中的缺陷等,复杂度远高于单镜头及双镜头。

除软硬体技术门槛甚高,新增1颗镜头不仅增加原物料(BoM)成本,其他可能整合到手机内的技术(如:红外线感测、3D感测器、结构光、更大的电池等)亦让镜头占据更多空间,纵使长焦(Tele)镜头可改为潜望式镜头也难以避免,这些都将推升整体生产成本。

由于3镜头技术门槛高,良率高低直接影响到成本,且庞大产能需求,放眼全球各大光学元件厂,坚守全P(塑胶镜片)领域的大立光挟技术及产能优势,配合客户需求已开发出採用全P的3D感测发射端镜头、潜望式镜头、7P镜头,可望成为智慧型手机镜头升级浪潮下最大赢家。

林恩平表示,目前已有较多的3颗镜头及2000万画素以上的产品开案,其中3颗镜头亦有採用7P的产品,且3颗镜头的单颗镜头规格都很高,现在设计中的3颗镜头都是难度较高的产品,愈高规格生产难度愈高,预估7P产品明年可以进入量产,3颗镜头明年也可以看到较多的产品,至于2000万画素、3颗镜头能否成为明年市场主流,仍需视感测厂产能状况及手机厂决定。

在潜望式镜头方面,林恩平表示,潜望式镜头主要是解决镜头高度问题,一般设计上是双镜头或多镜头的主镜头+潜望式镜头,如果主镜头为超级广角镜头,可以减少Tele的负担,潜望式镜头採用5P就可以达到效果,生产难度对镜头厂还好,对模组厂较困难,至于潜望式镜头折射用的菱镜,理论上也可以用塑胶镜片,但挑战性很高;公司设计的潜望式镜头以全P为主,且目前已开始出货。

(时报资讯)


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