拍照“不抖”：OIS讓手機(jī)照片告別朦朧美

自從手機(jī)兼具了拍照功能，隨手拍就成了常態(tài)。但是，是否能夠拍出高清照片、是否在細(xì)微之處展現(xiàn)清晰美感就要看相機(jī)防抖功能之間斗法。對(duì)此，ROHM開始發(fā)展光學(xué)防抖技術(shù)讓手機(jī)照片告別朦朧美。

ROHM半導(dǎo)體有限公司設(shè)計(jì)中心副所長(zhǎng)金東輝介紹：“常見的防抖技術(shù)主要有四種，一則是利用大像素降低分辨率。二則是利用大鏡頭，以增加光通量的形式來縮短曝光時(shí)間從而防止抖動(dòng)。三則是電子防抖，其原理主要靠軟件處理，比較適合視頻拍攝，但會(huì)導(dǎo)致拍攝畫面減小。四則是光學(xué)防抖技術(shù)，能夠比較清晰地拍攝遠(yuǎn)處的物體。由于，大像素和大鏡頭的防抖方案占據(jù)空間較大，所以在手機(jī)中一般采用電子防抖和光學(xué)防抖技術(shù)。”

(ROHM半導(dǎo)體有限公司設(shè)計(jì)中心副所長(zhǎng) 金東輝)

那么，電子防抖和光學(xué)防抖主要的差別在哪里?為什么高端手機(jī)的相機(jī)一般都會(huì)選用光學(xué)防抖?從硬件配置方面分析，電子防抖一般不需要額外硬件，只要相機(jī)DSP足夠強(qiáng)大就能達(dá)到有效的防抖。而光學(xué)防抖則一定要配置鏡頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，才能夠移動(dòng)鏡頭達(dá)到防抖的效果。其二，在有效畫面方面，光學(xué)防抖可以追蹤所有的畫面區(qū)域，而電子防抖由于幀間補(bǔ)償動(dòng)作必然會(huì)損失邊緣的一部分的像素。ROHM馬達(dá)控制LSI商品開發(fā)部數(shù)字控制開發(fā)課顧問關(guān)本芳宏介紹：“OIS校正僅需要1/15秒就可以曝光，而其拍攝效果則相當(dāng)于光校正1/125秒的曝光效果。在拍靜止圖像時(shí)，電子防抖很難達(dá)到光學(xué)防抖的效果。”

(ROHM馬達(dá)控制LSI商品開發(fā)部數(shù)字控制開發(fā)課顧問關(guān)本芳宏)

下圖顯示的是攝像頭模組的主要部分，中間白色的部分是鏡頭組，鏡頭組需要延著Z方向移動(dòng)即在AF方向上移動(dòng)，其主要用途就是要聚焦，現(xiàn)在幾乎所有手機(jī)的前置攝像頭都帶有AF。而光學(xué)防抖技術(shù)則是讓馬達(dá)要在XY平面移動(dòng)從而追蹤整個(gè)圖像。馬達(dá)需要電流，而驅(qū)動(dòng)電流就是由AF或OIS的驅(qū)動(dòng)供給。

ROHM鏡頭驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品可分為兩種。一種是AF鏡頭驅(qū)動(dòng)BU64系列。另外一種是OIS鏡頭驅(qū)動(dòng)芯片BU24和BU63系列。ROHM OIS鏡頭驅(qū)動(dòng)BU24系列注重性能，而BU63系列則更注重芯片小型化。OIS驅(qū)動(dòng)是由高性能的伺服系統(tǒng)控制，是經(jīng)過嚴(yán)密的仿真和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試做出來的芯片。ROHM的OIS驅(qū)動(dòng)中采用PWM驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，可省下20—30%的電，有效降低驅(qū)動(dòng)芯片的功耗。

眾所周知，OIS主要分為繞線型，滾珠型，和4軸OIS，若要進(jìn)行微距拍攝時(shí)防抖技術(shù)就需選用4軸OIS來檢測(cè)屏動(dòng)的加速度，才能實(shí)現(xiàn)手機(jī)相機(jī)快速對(duì)焦的功能，涉及此處則不得不提鏡頭驅(qū)動(dòng)中的反饋類型。ROHM充分發(fā)揮著光學(xué)防抖控制領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)——反饋控制技術(shù)，現(xiàn)在有很多手機(jī)廠商都在采用ROHM所研發(fā)的具有自動(dòng)對(duì)焦反饋控制功能的鏡頭驅(qū)動(dòng)器。

鏡頭驅(qū)動(dòng)反饋什么呢?簡(jiǎn)單來說就是馬達(dá)的位置，可以分為前饋型和反饋型。前饋型的原理是系統(tǒng)檢測(cè)到失焦信號(hào)，通過圖像的比較來判斷是否失焦，失焦的話直接讓VCM馬達(dá)推動(dòng)鏡頭到一定的位置，控制結(jié)束。ROHM從2008年開始開發(fā)AF驅(qū)動(dòng)芯片，到現(xiàn)在8年的發(fā)展中增加了一些振鈴補(bǔ)償，提高聚焦速度，另外還增加了中置馬達(dá)已達(dá)省電的效果，這些都屬于前饋型的馬達(dá)控制。而反饋型則是由Servo DSP控制，首先也是檢測(cè)失焦信號(hào)，經(jīng)過各種運(yùn)算把VCM推到一定的位置。而后這個(gè)位置由hall進(jìn)行檢測(cè)，再反饋到DSP里面，以此來判斷鏡頭是否已到達(dá)指定位置，如果有一定的誤差則會(huì)迅速循環(huán)該過程。也就是說只要CPU給這個(gè)系統(tǒng)下達(dá)了一個(gè)指令，把鏡頭推到某個(gè)位置以后，它就可以完全由4軸DSP來控制。

(前饋型和反饋型驅(qū)動(dòng)的比較)

ROHM的鏡頭驅(qū)動(dòng)采用反饋型而不是前饋型控制系統(tǒng)，其主要優(yōu)勢(shì)在于反饋型抗沖擊能力強(qiáng)。鏡頭一般是用VCM驅(qū)動(dòng)，有一個(gè)彈簧驅(qū)動(dòng)，外面如果有一個(gè)撞擊，鏡頭就會(huì)晃，偏離原來的位置，如果不加任何的控制，該晃動(dòng)會(huì)慢慢衰減，而在這段時(shí)間內(nèi)相機(jī)則得不到精細(xì)的圖像。如果在驅(qū)動(dòng)芯片中加一個(gè)反饋控制，只要圖像發(fā)生偏離，馬上就可以重新校準(zhǔn)到中心位置得到清晰的圖像。ROHM反饋型AF鏡頭驅(qū)動(dòng)是一種快速聚焦的算法，可以跟算法配合使用，其中還包含溫度漂移和線性度的補(bǔ)償。

手機(jī)相機(jī)若有了反饋型的光學(xué)防抖技術(shù)的加持，不止是在功耗方面有所提升，也能為用戶留下精彩的瞬間。