雙攝像頭技術——手機攝像頭發展的新方向

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徐余顓，中科院凝聚態物理博士，紅證方旭（北京）資本管理有限公司高級投資經理。

早在功能機時代，手機攝像頭就成為了諸多用戶記錄自己生活中點點滴滴的工具。而在那個時代，鏡頭像素成為了衡量一個手機攝像功能高低的最大標桿。而進入智能機時代后，光圈、CMOS芯片尺寸、成像算法等參數也逐漸被廣大手機攝影愛好者所發現，攝影質量越來越高，以至于使得數碼相機行業一蹶不振。而剛剛上市的十周年iphone X中，其基于雙攝像頭技術的 3D攝像頭無疑引起了諸多攝影愛好者的關注。那么本篇就由筆者來為大家介紹一下這個雙攝像頭技術。

來源：掌上機匯

大多看過3D電影的讀者想必對3D電影的拍攝原理并不陌生——依靠左右兩臺攝像機模擬人的雙眼拍攝同一場景，而后使用兩臺放映機將兩個圖像疊加于熒屏上，觀眾則通過3D眼鏡使每只眼睛只接受對應放映機放映出的圖像，從而產生身臨其境的感覺。蘋果的3D攝像技術也是依托同樣的原理，兩個攝像頭分別對同一物體進行拍攝，再通過特定的成像算法疊加，從而實現3D照相的目的。

來源：電腦發燒友

雙攝像頭技術的優點不僅僅在于3D攝影，更可以在普通攝影成像上表現出比單攝像頭技術更加出彩的地方。比如說對于單攝像頭，在現有手機厚度及相應CMOS感光芯片尺寸的條件下，手機像素2000萬之上，再單純提升像素數量,將導致單像素的感光面積下降,因此難以有效提升圖像質量，相反由于小尺寸上光的干涉作用會導致噪點增加。而對于雙攝像頭技術，其由于數量增加相當于變相提高了CMOS感光芯片的尺寸，從而可能通過成像疊加算法的改進得到較單攝像頭技術極限更高的成像質量。

另一方面，傳統單攝像頭手機均有暗光拍攝成像較差的問題。這是由于受成本的考慮，目前手機攝像頭的成像芯片均為CMOS而不是CCD。而CMOS傳感器有一個最大缺點，就是它是色盲——其每個像素只能獲得光的強度信號，無法辨別光的顏色。因此工程師想了個辦法，把每個像素上都放臵一個的色彩濾光器，只允許一種顏色的光通過，這樣每個像素就可以記錄一種顏色的光強信號?；诖?，每束光都能分解成R+B+G三原色，并被CMOS芯片記錄下來，然后后期通過算法合成光的顏色和亮度。但也正因為色彩濾光器的設計，CMOS傳感器會損失一部分進光量，導致照片無法在低亮度的環境中，像人的眼睛一樣清晰地抓拍。但對于雙攝像頭來說，這樣的問題只需要一個攝像頭使用彩色模式和一個攝像頭使用黑白模式就可以通過二者的分析疊加迎刃而解。

來源：電子發燒友

此外，使用雙攝像頭技術還可以實現單攝像頭無法達到的光學變焦拍照。光學變焦主要是左右攝像頭使用不同的FOV（可視角），這樣兩個攝像頭取景不同。當用戶需要廣角照片，則用視角為85度的左攝像頭取景，獲得廣角效果。當用戶需要長焦照片，則用視角為45度的右攝像頭取景，獲得長焦效果，將二者疊加從而實現如下圖所示的效果。

來源：舜宇光學

正是由于雙攝像頭技術的上述優勢，HTC、蘋果、華為、cool、360（奇酷）等手機廠商均開始采用了這一技術路線，未來這必將成為手機攝像頭技術發展的主要方向之一。按照手機攝像頭當前價格中位數5美元，2015年大約31.5億顆攝像頭，年產值預計超過143億美元。以當前各大主流品牌推廣雙攝速度，保守估計2018年手機雙攝像頭市場滲透率達40%,屆時手機攝像頭每年需求量將達45.7億顆，手機攝像頭年產值將達188.1億美元，而其中雙攝產業鏈市場規模預計將從16年的15.9億美元提升到18年的87.3億美元，CAGR可達134%。

來源：IDC、TrendForce

隨著雙攝像頭技術的發展，雙攝像頭手機必將逐步取代當前主流的單攝像頭手機，而能提供雙攝像頭模組及配套技術的公司也將在不久的將來展現出令人矚目的業績。既然說道手機攝像頭，我們就不得不將關注點放到相機的靈魂——鏡頭上，在這樣一個雙攝像頭手機越來越多的趨勢下，什么樣的手機鏡頭企業能夠一路領先，就讓我們下期再見吧。