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產業技術評析

光學變焦開啟手機鏡頭新紀元
發表日期:2015-06-09
作者:羅宗惠(工研院IEK-非ICT)
摘要:
智慧手機挾著連網功能、高速運算以及方便攜帶的先天優勢,於近年逐漸取代數位相機,成為多數人日常使用的電子產品首選。由知名攝影雜誌PopPhoto於2013年...

全文:

一、搭載光學變焦智慧手機處於市場萌芽期


智慧手機挾著連網功能、高速運算以及方便攜帶的先天優勢,於近年逐漸取代數位相機,成為多數人日常使用的電子產品首選。由知名攝影雜誌PopPhoto於2013年所選出的史上最重要數位相機名單中(The 30 Most Important Digital Cameras of All Time),iPhone的入榜也顯示出智慧手機於相機市場中的地位,但無論如何,由數位相機所建立的使用者習慣仍然左右了手機鏡頭的發展方向。照相手機自2000年開始發展至今已超過15年,各品牌的中高階機種畫素已達千萬以上,其它規格包括自動對焦、大光圈及快速對焦等,早已成為標準配備,此外光學防手震(OIS)在技術逐漸成熟下也於2012年開始陸續導入智慧手機中。


整體而言,雖然智慧手機能提供的功能已直逼傳統數位相機,然系統走向輕薄短小的趨勢仍讓各項光學鏡頭規格於手機上的推展速度面臨部份阻礙,以光學變焦(Optical Zoom)系統為例,鑑於可藉由改變鏡頭內鏡片的相對距離而將景物進行無失真的放大或縮小,一直以來皆是消費者在挑選數位相機時考量的重要規格之一,然而截至目前,搭載光學變焦功能的智慧手機仍屬少數(見圖1),相關技術應用仍處市場萌芽期。

搭載光學變焦智慧手機整理

圖1 搭載光學變焦智慧手機整理
資料來源:Google, ITIS計畫整理(2015/01)


二、領導廠商透過技術變革催生光學變焦手機


追蹤光學變焦於智慧手機上的發展,多採「外部伸縮」或「外掛」方式來實現,藉此避開手機空間不足的限制。


「外部伸縮鏡頭」包含Samsung Galaxy S4 Zoom(1600萬畫素)與Galaxy K Zoom(2070萬畫素),內建的伸縮鏡頭皆為10倍的變焦倍數,分別發表於2013和2014年,此種伸縮鏡頭當光學變焦功能被打開時,鏡頭會向外延展。


「外掛式鏡頭」則以配件方式來實現,在需要變焦的場合額外將鏡頭裝置於手機上,概念上與可置換鏡頭之數位相機類似,產品包含Sony的DSC-QX10/100以及OPPO的O-Lens,可分別與旗下的特定手機搭配使用,實現10倍的光學變焦。


從外觀上來看,以上二種設計方式在光學變焦啟動時,都能看到鏡頭明顯突起於機身之外,且造型與數位相機極度相似。Galaxy S4 Zoom是全球首款具備光學變焦的智慧型手機,於2013年第2季發表,發展時間遠遠落後其他照相手機規格,不難想像光學變焦具有一定的技術難度。雖然如此,三星、Sony等領導大廠還是希望持續透過技術變革催生出更大的光學變焦手機商機。


三、全球首款非伸縮式光學變焦手機亮相


除了三星與Sony兩大韓日國際業者之外,我國的Asus也首度於2015年CES推出支援3倍光學變焦的ZenFone Zoom,雖然其變焦倍數不及Galaxy系列的10倍,但卻是全球首款非伸縮式光學變焦手機,在設計上擺脫了數位相機的概念,使得光學變焦鏡頭真正落實於智慧手機上。從規格上看,ZenFone Zoom機身厚度為11.95mm,與其它中高階手機比較不算出色,但已經是目前全球最薄的光學變焦手機,再加上光學防手震、1300萬畫素照相以及1080p/30fps錄影功能,整體來說,在鏡頭的配備已經達到頗高水準,以保留手機外型為出發點而設計的變焦鏡頭,在設計技術層次已是重大突破,讓智慧手機鏡頭得以邁入全新的里程碑。


四、「光學變焦」將持續扮演照相手機取代輕便相機之關鍵功能


手機與消費型數位相機之爭早已進行多年,尤其是中低階數位相機,客群更是高度重疊,單純從規格的數字上來做比較,可發現雖然數位相機仍然勝出,但隨著手機鏡頭規格發展逐漸滿足不同客群需求,也使數位相機銷量於近幾年來大幅下滑。盤點目前智慧手機鏡頭的各項規格,軟硬體的發展使得畫素、光圈、快門、對焦速度…等傳統規格快速提升,雖然部份規格效能展現仍然不及數位相機,但已能滿足大部份的日常生活應用需求,加上中央處理器效能與連網速度持續提升,大幅增加了影像處理的彈性、娛樂性與即時性,凡此種種都是數位相機所無法比擬的特色。


從需求面來觀察,目前「光學變焦」於手機上的發展仍遠低於消費者的期待,也是數位相機僅存尚未被取代的功能,ZenFone Zoom雖然不及數位相機10~20倍的變焦倍率,但已使手機鏡頭的發展向前跨進一大步,展望未來,可以預期隨著技術的演進,「光學變焦」將持續扮演照相手機取代輕便相機之關鍵功能,進而開啟手機鏡頭的新紀元。

(本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師)


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更新日期:2019-12-18

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