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手机摄像头创新总结

核心内容

手机摄像头技术正经历从像素提升向变焦能力、3D Sensing和TOF技术的转变。三摄系统、结构光和TOF分别从不同角度推动手机拍摄质量与功能的提升，成为当前手机摄像头创新的重要方向。

主要观点

三摄：追求更好的拍摄质量

• 变焦能力成为重点：三摄系统通过“广角+长焦”和“彩色+黑白”两种变焦方式，实现更优的拍摄效果。
  • 广角+长焦：支持2倍光学变焦和5倍混合变焦，提升远距离拍摄能力。
  • 彩色+黑白：利用数字变焦与混合变焦技术，增强图像细节与动态范围。
• 华为P20 Pro为例：配备40M主焦距27mm、20M副焦距27mm、8M远摄等效焦距80mm，支持3倍光学变焦、5倍混合变焦、10倍数字变焦。
• 技术优势：三摄系统更易实现测距与3D建模功能，且通过软件算法提升整体性能。
• 产业链配套：需要更复杂的镜头、VCM（音圈马达）和模组制造，如大立光、舜宇、光宝等企业可提供支持。
• 模组设计：三摄模组形式多样化，高度不一致，且对OIS（光学防抖）要求更高。

3D Sensing：掀起光学大革命

• 应用场景广泛：包括解锁、游戏控制、金融支付和3D建模等。
• 主流技术方案：
  • 结构光：由苹果引领，国产厂商如奥比中光加速推进。
  • TOF（飞行时间）：性价比更高，有望快速突破。
  • Stereo Vision：适用于机器人导航，技术成熟度高。
• 市场前景：根据Yole预测，2017-2023年复合增速达44%，市场空间广阔。
• 供应链情况：
  • 结构光：VCSEL、准直镜头、DOE扩散片、红外CMOS、窄带滤光片等关键组件由不同厂商提供，如Lumentum、Princeton、OV、水晶光电等。
  • 苹果供应链：苹果采用Heptagon的WLO准直镜头，STM提供红外CMOS，STM和OV为关键供应商。
  • 国产方案：如奥比中光采用CDA的DOE扩散片，小米8探索版使用Mantis Vision的编码结构光方案。

ToF：性价比更高，有望快速突破

• 技术原理：通过发射调制红外光并测量反射时间或相位偏移来实现测距功能。
• 两种调制方式：
  • 脉冲调制：基于时间差测距，方法简单但对VCSEL和时间测量精度要求高。
  • 连续波调制：基于相位偏移测距，更常用，适用于更广泛的场景。
• 应用领域：最初用于工业领域，如物流、安防监控、机器人避障等，未来将向消费电子领域扩展。
• 硬件结构：
  • 发射端：VCSEL + 扩散片，采用标准点阵排列。
  • 接收端：镜头 + 窄带滤光片 + 特质红外CMOS，记录相位信息。
• 成本与性能：模组价值量约10-20美元，低于结构光，具备更高的性价比。

关键信息

• 三摄系统：通过多镜头组合提升拍摄质量，尤其在变焦、测距和3D建模方面表现突出。
• 结构光：苹果引领技术发展，国产厂商加速布局，关键技术包括VCSEL、准直镜头、DOE扩散片和红外CMOS。
• TOF技术：技术成熟，性价比高，未来在消费电子领域有较大应用潜力。
• 产业链协同：三摄、结构光和TOF均依赖产业链上下游协同，包括镜头、VCM、模组等。
• 风险提示：
  • 智能机销量下滑将影响技术渗透。
  • 特质红外CMOS研发进展缓慢可能影响新技术体验。
  • 3D成像应用开发缓慢将影响消费者接受度。

附图与数据来源

• 所有图表均来自东吴证券研究所及合作机构。
• 数据来源包括中关村在线、爱范儿、Corephotonics、Yole、SITRI、Himax、Princeton、英飞凌、STM、OV、水晶光电等。

投资评级说明

• 公司投资评级：买入、增持、中性、减持、卖出。
• 行业投资评级：增持、中性、减持。
• 评级基于分析师对市场走势的预测，不构成投资建议，仅供参考。