手機鏡頭功能持續優化 性能直逼常規數位相機

Renesas Electronics提供的光學防手震解決方案，為支援行動裝置使用，元件體積相當小。Renesas Electronics

智慧型手機市場競爭激烈，除產品需在硬體規格相互競爭，連照相功能表現也成為產品品質的比較重點。新一代針對行動裝置設計的相機模組，除導入光學透鏡、高解析度感光元件外，連常規數位相機整合的光學防手振或進階拍攝功能，都一一整合…

智慧型手機市場競爭日趨白熱化，從早期由Samsung積極投入發展大屏化智能手機，智慧型手機即掀起一波Phablet平板手機規格戰，智慧手機面板規格一路從3.5吋持續增大到5.5、6吋，更有業者推出7~8吋的平板手機。而為了再拉長產品競爭距離，智慧型手機業者還把腦筋動到攝影功能優化上，除智慧手機大屏化逐步進逼搶食平板電腦市場外，智慧手機的優質拍照、攝影功能，還可能進一步擠壓常規數位相機的應用市場。

智慧型手機拍攝功能持續升級  千萬畫素已成中階手機主流

智慧型手機產品功能持續進階與推陳出新，一方面是智慧型手機近年呈現爆發性成長，加上嵌入式作業系統智慧化應用加持，建構豐沛的軟體應用生態系，不僅持續擠壓平板電腦應用市場，也進一步壓縮隨身型遊戲機的市場空間。

相同的狀況也發生在數位相機市場，智慧型手機產品目前搭載的攝影模組，已經從500萬像素水準，持續增加到千萬像素品質，加上智慧型手機SoC嵌入式多核運算平台效能大幅提升，已能支援與常規數位相機相抗衡的高速連拍、HD錄影應用，甚至新款智慧手機已經將4K錄影功能納入，智慧手機的拍照、攝影功能已經超越中階數位相機性能。

檢視智慧手機的相機模組應用市場，目前以1,300萬像素水準的拍攝模組，已經成為智慧型手機的主流相機規格，市場人士預估，1,300萬像素等級的智慧型手機攝影鏡頭，在2014年會有65%以上的智慧手機應用市場，2015年智慧手機的相機模組解析度表現將可望提升，2,000萬像素甚至更高的鏡頭規格，將陸續整合在新款智慧手機中，尤其是高階定位的智慧手機產品，使用相機模組將能支援更高解析度、高影像擷取速度，與整合更多常規數位相機才有的進階拍攝功能。

1,300萬像素CMOS相機模組  已成中高階產品應用方案

智慧手機相機鏡頭的關鍵CMOS感光模組，在今年多數大陸品牌的智慧手機中，中階產品已經導入1,300萬像素攝影鏡頭，而在Samsung、LG等韓系智慧手機產品，也在中階產品相繼導入1,300萬像素解析度的鏡頭模組。相機模組導入千萬像素以上的解析度感光元件，相較2013年的高階機種導入狀況，2014年的千萬像素模組使用成長幅度相當驚人，成長比例達80%左右，千萬像素相機模組已經超越原有的800萬像素模組，同時原本低階機種應用的500萬像素相機模組應用市場，也逐步由800萬像素模組取代。

在智慧手機應用市場，仍會以CMOS感光元件(CMOS image sensor；CIS)為應用主流，因為CMOS感光元件具備體積小、功耗低優點，在製程也容易進行千萬像素要求進行加工製造，而在智慧手機CMOS感光模組千萬像素高解析度進階要求趨勢下，對於每個感光單元的受光面積越來越小，將會使得千萬像素以上的高解析度CMOS感光元件製造越來越困難，尤其在單位像素的感光能力、色彩表現與飽和度效果上，也會因為受限模組尺寸、縮小化的像素造成拍攝性能劣化，反而對具備CMOS進階的背照式(backside illumination；BSI)技術方案的業者來說，可在發展超高解析度CMOS照相模組競爭中更具優勢。

嵌入式SoC運算方案  均提供數位拍攝硬體優化

此外，除了相機模組的拍攝解析度呈現飛躍性的提升外，同時擔任智慧手機運算處理的硬體架構也持續優化，提升與相機模組整合的圖像處理效能，尤其是Qualcomm、MediaTek、Samsung、Nvidia、Intel等行動運算處理器業者，均在新一代的SoC嵌入式運算平台中加深高解析度拍攝、攝影性能的硬體支援優化，也使得使用千萬像素品質進階CMOS拍攝模組的智慧型手機，同時亦可維持優異的拍攝與圖像處理性能，等於是拍攝模組與圖像後端處理與儲存架構的整體性能提升，更大幅提升智慧型手機的拍照、攝影使用體驗，相較中？低階常規數位相機的拍攝體驗有過之而無不及。

CMOS相機模組光學表現持續優化  直接挑戰入門？中階數位相機

智慧手機的相機模組，除在解析度與嵌入式運算架構整合支援外，其實在原有的拍攝光學表現上也持續優化，在以拍攝功能為訴求的高階智慧手機中，已有導入多光學鏡片組合的CMOS拍攝模組，透過多光學透鏡以物理光學原理優化拍攝影像，不僅減少受模組外型縱深的設計限制造成拍攝影像的變形問題，搭配光學鏡片整合還可開發周邊低變形的廣角型攝影模組，加上光學鏡片加持，也可讓CMOS模組的低光源環境的拍攝感光條件表現更佳。

此外，對中？高階的CMOS相機模組性能，除要求低光源環境的高感光能力外，也會對相機模組的光學特性要求更高，例如，針對拍攝影像的低變形處理與大光圈功能要求，也會比中？低階相機模組要求更高，部分高階智慧型手機整合的拍照、攝影功能，已經足以與中階數位相機同台比較競爭，加上智慧手機本身就具備豐富的拍照軟體App支援與便利的網路應用與相片分享應用，反而用戶在智慧手機的使用體驗往往會優於常規數位相機甚多，也相對壓縮了入門？中階數位相機應用市場。

數位相機才有的優化功能  行動裝置也看得到

除相機模組本身的性能規格外，中高階智慧手機也開始搭載中？高階數位相機才有的光學防手震(Optical Image Stabilizer；OIS)進階應用功能，更進一步超越數位相機的使用體驗。

例如已有MEMS元件廠商開發出適用於手機、行動裝置拍照、攝影功能強化設計的拍攝手震問題優化解決方案，利用分析拍攝影像的DSP分析與調校，即時優化光學拍攝效果，或運用MEMS陀螺儀、加速度計輔助拍攝進行，在拍攝時同時分析使用者設備的微弱晃動即時反饋給相機模組進行拍攝品質優化處理。而這類光學？電子防手震優化解決方案也在積體電路微縮設計下，開發多種適用智慧手機、平板電腦的晶片解決方案，讓相關行動裝置在優化拍攝品質時，也可以善用防手震解決方案為開發產品增加常規數位相機常見的光學？電子防手震功能。

相同的狀況，為了避免數位攝影應用市場被智慧手機步步蠶食鯨吞，數位相機產品也積極朝向與智慧手機的運算功能加值整合。例如，Sony與部分台廠即推出外掛型數位相機鏡頭，透過僅有鏡頭與部分拍攝功能驅動設計的鏡頭模組化商品，推出可以搭配智慧手機連接使用的進階數位相機鏡頭模組，而數位鏡頭模組功能可利用Wi-Fi進行操作控制，相片儲存與分享也可透過智慧型手機的完整網通應用支援銜接。

雖然Sony QX10數位相機模組產品看似還在測試市場，但實際上也為數位相機與智慧型手機更多樣的整合應用，提供更豐富的應用可能性。此外，除模組化外掛相機鏡頭設計外，Samsung與部分智慧手機業者，也有推出結合常規光學變焦數位相機鏡頭的智慧手機產品，積極擴展智慧手機的進階拍攝應用市場。