在移動(dòng)消費(fèi)電子設(shè)備日益趨于“同款”的當(dāng)下，能夠?qū)崿F(xiàn)差異化的新技術(shù)，是移動(dòng)消費(fèi)電子產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的主要手段。概括地說(shuō)，“日新月異”是移動(dòng)消費(fèi)電子行業(yè)的基本標(biāo)志，也是手機(jī)品牌企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)追求。在消費(fèi)者更青睞于高顏值高像素的產(chǎn)品需求驅(qū)動(dòng)下，攝像頭方面如像素、防抖技術(shù)、算法等方面的“新”與“異”仍會(huì)主導(dǎo)手機(jī)創(chuàng)新。
如三星Note 8、iPhoneX在手機(jī)攝像頭拍攝時(shí)防抖技術(shù)的升級(jí)，二者均為兩個(gè)攝像頭同時(shí)配備了VCM OIS光學(xué)防抖功能，是智能手機(jī)雙攝像頭技術(shù)的又一創(chuàng)新，對(duì)手機(jī)用戶拍照體驗(yàn)的提升又邁出了重大的一步。
音圈馬達(dá)（VCM），其工作原理是在一個(gè)永久磁場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)改變馬達(dá)內(nèi)線圈的直流電流大小，來(lái)控制彈簧片的拉伸位置，從而帶動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)。其功能是使手機(jī)攝像頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦，調(diào)節(jié)鏡頭位置，呈現(xiàn)更加清晰的圖像。不同廠商的 VCM 結(jié)構(gòu)均有所差異，不過(guò)大致可以分為外殼、支架、前墊片、前簧片、導(dǎo)磁、線圈、載體、后墊片、后彈簧和底座幾個(gè)部分。目前VCM 以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn)較好的契合了手機(jī)市場(chǎng)對(duì)于外觀的需求，從而得到廣泛應(yīng)用。
OIS光學(xué)防抖技術(shù)，其工作原理主要是通過(guò)陀螺儀傳感器來(lái)偵測(cè)手機(jī)拍攝時(shí)抖動(dòng)的傾斜角度，再把信號(hào)傳至微處理器，計(jì)算傾斜導(dǎo)致的圖像偏移量，接著通過(guò)控制鏡片相對(duì)于圖像傳感器做方向相反但偏移量相等的平移，以補(bǔ)償手抖引起的偏移圖像，從而保證拍照時(shí)即使手抖也能做到成像穩(wěn)定的效果。
而VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)，是目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的提高緊湊型攝像頭拍照穩(wěn)定性的先進(jìn)技術(shù)。拍照時(shí)通過(guò)移動(dòng)鏡頭能進(jìn)行物理性修復(fù)，從而起到穩(wěn)定拍攝、提升暗光拍攝品質(zhì)和增強(qiáng)畫面亮度的效果，一些高端機(jī)型如iPhone7就是應(yīng)用VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)來(lái)增大拍攝成功的概率，其運(yùn)作原理是將鏡頭組件固定在一個(gè)用電磁場(chǎng)懸掛起來(lái)的平面穩(wěn)定架上，讓鏡頭組在平行于圖像傳感器的平面上沿任意方向做微小平移（一般在正負(fù)100微米以內(nèi)），以補(bǔ)償手機(jī)拍照時(shí)的傾斜抖動(dòng)。
然而，在雙攝加速滲透的現(xiàn)實(shí)下，VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)也暴露了一定的缺陷。就比如，iPhone7支持OIS光學(xué)防抖技術(shù)，但是iPhone 7 Plus后置雙攝中只有一顆攝像頭支持OIS光學(xué)防抖技術(shù)，另一顆則應(yīng)用雙自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)。其原因在于OIS光學(xué)防抖是要加上一個(gè)陀螺儀傳感器，且兩顆攝像頭距離太近，不能很好的解決磁干擾問(wèn)題，那么要實(shí)現(xiàn)雙OIS光學(xué)防抖技術(shù)的話，雙攝像頭在考慮磁干擾等問(wèn)題上還會(huì)額外增加一定的體積，會(huì)影響外觀，所以iPhone 7 plus雙攝沒(méi)法采用雙OIS光學(xué)防抖技術(shù)。然而在無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙光學(xué)防抖功能的拍攝情況下，成像效果以及穩(wěn)定性在一定程度上減分不少。
如若要在雙攝像頭基礎(chǔ)上再配備雙VCMOIS，一是需要加大模組體積，但這會(huì)影響手機(jī)整個(gè)外觀的美感；二是需要考慮磁干擾問(wèn)題，解決磁干擾的方式可以選擇導(dǎo)磁片或在VCM前期的設(shè)計(jì)優(yōu)化磁路以解決雙OIS的磁性，這對(duì)目前現(xiàn)有的技術(shù)提出了更高的要求。市場(chǎng)上能做到的廠商為數(shù)不多。
但是實(shí)際上，因磁干擾以及體積等問(wèn)題，一些手機(jī)品牌廠商在雙攝像頭中紛紛舍去了OIS光學(xué)防抖技術(shù)或者只有一顆攝像頭搭載光學(xué)防抖技術(shù)，使得雙攝在大光圈下先拍照后對(duì)焦，模糊深景，這其實(shí)應(yīng)用的是模糊扣圖算法。而這種算法存在致命問(wèn)題是不能有效的識(shí)別相近顏色物體的邊界，在夜景模式下合成圖像速度較慢，只適合在三腳架下拍攝，而消費(fèi)者手持手機(jī)不可能這么長(zhǎng)時(shí)間不抖動(dòng)。最終結(jié)果是，只要手稍微抖動(dòng)就會(huì)造成物體模糊甚至變形。這和消費(fèi)者追求高顏值高像素且穩(wěn)定的圖像效果是相悖的。
為了能夠更好的解決手機(jī)雙攝成像的磁干擾以及穩(wěn)定性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)成像效果更接近專業(yè)相機(jī)的水平，在光學(xué)防抖技術(shù)領(lǐng)域，繼VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)之后，MEMS( 微機(jī)電系統(tǒng))OIS靜電馬達(dá)或?qū)榻鉀Q雙攝像頭的磁干擾、成像穩(wěn)定性以及體積等問(wèn)題提供可行方案。
為了深入行業(yè)了解MEMS 光學(xué)防抖技術(shù)，旭日大數(shù)據(jù)走訪了MEMS Drive Inc.。MEMS Drive Inc. 是一家創(chuàng)新型半導(dǎo)體公司，致力于研發(fā)、制造和營(yíng)銷前沿的微機(jī)電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。目前產(chǎn)品主要應(yīng)用在便攜式電子移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)、AR、VR等攝像頭。其核心團(tuán)隊(duì)在微機(jī)電馬達(dá)領(lǐng)域均有著10年以上的設(shè)計(jì)以及量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
由MEMS Drive Inc.創(chuàng)新研發(fā)的MEMS OIS是一款微機(jī)電靜電驅(qū)動(dòng)馬達(dá), 能夠?qū)⑷鶈畏聪鄼C(jī)通過(guò)移動(dòng)圖像傳感器達(dá)到X，Y，Pitch，Yaw，Roll 5 軸空間維度防抖的方式實(shí)現(xiàn)在手機(jī)攝像頭上，可以非?？焖?、精確地使圖像傳感器在平面上進(jìn)行X, Y平移以及旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而補(bǔ)償在不同空間維度上因?yàn)槭侄懂a(chǎn)生的光軸傾斜位置。
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，MEMS OIS靜電馬達(dá)體積僅比圖像傳感器稍大一點(diǎn)點(diǎn)，貼附于CMOS后面，可利用靜電產(chǎn)生吸附效果移動(dòng)圖像傳感器，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。據(jù)旭日大數(shù)據(jù)對(duì)MEMS Drive Inc.的調(diào)研，于VCM OIS而言，MEMS OIS的防抖能力更勝一籌。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，其他參數(shù)條件相同的基礎(chǔ)上，將兩臺(tái)手機(jī)同時(shí)置于振動(dòng)臺(tái)上，即可見(jiàn)MEMS OIS靜電馬達(dá)的驚人光學(xué)穩(wěn)定性能。裝有MEMS OIS靜電馬達(dá)的手機(jī)在同樣的抖動(dòng)情況下比目前業(yè)內(nèi)裝有最新一代VCM OIS馬達(dá)的手機(jī)成像更穩(wěn)定，前者長(zhǎng)曝光時(shí)比后者更清晰，后者的圖像會(huì)模糊甚至出現(xiàn)拖尾。另外，在低光環(huán)境下，MEMS OIS靜電馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)曝光時(shí)間，這一點(diǎn)在夜拍情況中尤為重要和明顯。
二者的成像穩(wěn)定性不同，其根本原因在于二者的工作原理不同。VCM OIS馬達(dá)工作時(shí)移動(dòng)的是鏡頭，而MEMS OIS靜電馬達(dá)利用微機(jī)電的靜電吸附原理，物理移動(dòng)圖像傳感器，而非移動(dòng)鏡頭。這一點(diǎn)對(duì)手機(jī)廠商而言尤為重要，因能夠任意選用最適合的鏡頭和AF馬達(dá)與其搭配，且不會(huì)產(chǎn)生鏡頭傾側(cè)導(dǎo)致圖像畫質(zhì)降低，從而能夠維持高畫質(zhì)影像。
此外，因二者的工作原理不同，MEMS OIS靜電馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)還包括：由于MEMS OIS靜電馬達(dá)不帶磁鐵線圈，因此不存在磁場(chǎng)干擾，可以直接采用標(biāo)準(zhǔn)8.5 x 8.5 AF 馬達(dá)，相比VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)馬達(dá)，可以使整個(gè)攝像頭模組的尺寸大大變?。粠缀醪缓碾?，功耗比VCM OIS馬達(dá)少100倍；MEMS OIS 本身不發(fā)熱；兼容所有AF和鏡頭設(shè)計(jì)以及全自動(dòng)測(cè)試和組裝。
而在雙攝層面，若兩顆VCM馬達(dá)搭配雙OIS光學(xué)防抖技術(shù)，需要一定距離避免兩顆VCM OIS磁力相互影響，整個(gè)模組體積所以會(huì)大很多。而MEMS OIS靜電馬達(dá)的長(zhǎng)寬和AF一樣，相比兩顆VCM OIS的體積要小一點(diǎn)，且兩個(gè)圖像傳感器可以靠近，工作時(shí)可以說(shuō)不需要額外的移動(dòng)空間。另因不產(chǎn)生磁性，沒(méi)有磁場(chǎng)干擾，在雙攝像頭模組上，兩顆攝像頭理論上還可以放得更近點(diǎn)，切實(shí)解決手機(jī)雙攝像頭模組的磁干擾以及體積大的問(wèn)題。
MEMS OIS靜電馬達(dá)不會(huì)產(chǎn)生VCM OIS 馬達(dá)的磁場(chǎng)干擾，同時(shí)也解決了兩顆VCM OIS耗電量大的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還可以減少整個(gè)雙攝像頭模組的體積。而最主要的是，MEMS OIS靜電馬達(dá)的成像穩(wěn)定性可以達(dá)到單反相機(jī)級(jí)的全方位五軸防抖，其在雙攝的應(yīng)用中，或?qū)佼愜?。在追求?chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化的大環(huán)境下，其“異”大有可為。
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01月07日 18:14
