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三星苹果双摄防抖吊炸天?我们离“单反相机级全方位防抖”还有多远?
2017-09-21 20:26:43   来源:微迷   评论:0   点击:

三星和苹果双双实现双摄像头光学防抖了!早先一步发布的三星Note 8刚宣称自己为“全球第一台搭载双摄像头光学防抖的智能手机”,苹果也没让大家失望,终于在其iPhone X上为两个摄像头同时配备了光学防抖功能,了却了在iPhone 7 Plus上未尽的遗憾!

三星苹果双摄防抖吊炸天?我们离“单反相机级全方位防抖”还有多远?

三星和苹果双双实现双摄像头光学防抖了!早先一步发布的三星Note 8刚宣称自己为“全球第一台搭载双摄像头光学防抖的智能手机”,苹果也没让大家失望,终于在其iPhone X上为两个摄像头同时配备了光学防抖(OIS)功能,了却了在iPhone 7 Plus上未尽的遗憾!

那么,作为两大手机行业领头羊力推的重磅功能,双摄光学防抖何以得到大家如此多的期待和关注呢?众所周知,拍照功能一直是影响手机消费者决策最重要的因素之一,而各大手机厂商也不约而同将其作为产品的主要竞争点。为了让大家在手机上也能获得“单反相机级”的体验,各大厂商可谓煞费苦心,积极寻求各种"黑科技"。这其中,双摄像头的配备以及光学防抖技术几乎已成各大手机品牌必备。

双摄像头光学防抖难实现

直至今年8月三星推出Note 8以前,还没有一款手机能够做到真正意义上的双摄像头光学防抖。搭载双摄像头的同时,又能两个均实现光学防抖,成为整个手机行业面临的一重大难题。

更普遍的做法是,只对其中一个摄像头使用光学防抖技术,另外一个不用,要么则两个摄像头完全放弃使用。追溯问题的根本原因:目前各手机厂商所采用的光学防抖基本都是通过音圈马达(VCM)推动镜头移动得以实现,而由于其自带的磁铁线圈会产生磁场,所以要在两个摄像头上均实现光学防抖时,两者之间就需要保持一定的距离从而避免相互干扰。这也是为什么目前的双摄光学防抖摄像头在体积上会比单摄像光学防抖大上许多。也有一些厂商试图从结构设计上解决这个问题,比如添加隔磁片或是将闪光灯放在两个光学防抖VCM之间等,但核心问题并没得到解决,体积以及成本的增加也不可避免。

三星Note 8和iPhone X双摄光学防抖的实现,对于手机用户拍照体验的提升又迈出了重大的一步。然而我们认为,要让手机拍照体验能够达到“全幅单反相机级效果”, 不只是双摄像头上光学防抖配备的实现,从基本的光学防抖效果,仍还需重大突破:

对于拍照来讲,最重要的就是光线。在光线充足的条件下, 大部分的手机相机模块都能够拍出好的照片。因为目前手机相机模块的光圈都非常大,F1.7~ F2.4 的光圈镜头可以在非常短的曝光时间让图像传感器得到足够的光线。不过在昏暗的场景以及夜晚就不一样了, 这时候需要比较长的曝光时间图像传感器才能得到足够的光线让影像清楚。而此时间内若在X, Y,Pitch(围绕X轴旋转), Yaw(围绕Y轴旋转), Roll (围绕Z轴旋转)5轴空间维度上稍微有一点点手震, 整个影像就会变得模糊。当然另外一种方式是通过拉高ISO 值来缩短曝光时间, 但拉高ISO 值的代价是产生非常多的躁点。光学防抖技术的出现正是为了让用户能够在各种不同的场景都能拍出清晰而且低噪点的好照片。这也是大家进一步追求双摄像头光学防抖的主要原因。

单反相机级全方位5轴防抖才是根本

由于目前手机上的VCM光学防抖技术是让镜头在平面上前后左右移动,实际上只能达到在Pitch与Yaw,以及X与Y平移方向防抖, 无法补偿roll上手抖的问题。但人们是无法控制手机只能往哪一个轴向抖动的,只有5轴(pitch, yaw, roll, X, Y)全方位的防抖技术才能从根本上解决问题。其实,这样的技术并非遥不可及,通过移动图像传感器(而并非移动镜头)的方式,就已经在高端全幅专业相机上得以实现,并证实即便在动态以及低光环境中,拍出来的照片质量也非常出色。这使得我们相信,要将这样的技术和5轴光学防抖迁移到手机上既是可行,也应该是手机品牌们需要实现的终极目标!

注:我们这里的5轴防抖分别指的是Pitch, Yaw, Roll, X, Y的5轴空间维度防抖;而市场上有的手机厂商目前虽宣称自己为5轴防抖,实则不然,它们指的Pitch, Yaw,  X, Y,再把AF对焦方向也算上,对于Roll轴防抖还无法实现。

X,Y,Pitch,Yaw,Roll的5轴空间维度防抖

X, Y, Pitch, Yaw, Roll的5轴空间维度防抖

图片来源:Sony α7 Ⅱ官方发布视频

这里要向大家介绍的MEMS OIS,正可以提供这样的解决方案,从性能、稳定性到成本,彻底解决移动成像光学防抖问题,其使用完全不受搭载的摄像头影响。

MEMS OIS--全球首个实现手机摄像头全方位5轴防抖的解决方案

由MEMSDrive创新研发的MEMS OIS是一款微机电静电驱动马达,能够将全幅单反相机通过移动图像传感器达到5轴光学防抖的方式实现在手机摄像头。MEMS OIS可以非常快速、精确地通过使图像传感器在平面上进行X, Y平移以及旋转移动,从而补偿在不同空间维度上因为手抖产生的光轴倾斜位置。现有VCM技术通过移动镜头实现防抖,仅能提供4轴补偿;而MEMS OIS通过移动图像传感器实现防抖,因而能够进行全方位的5轴补偿,达到全幅单反相机所具备的相同防抖效果。

MEMS OIS 5轴光学防抖

MEMS OIS 5轴光学防抖

同时,MEMSDrive OIS 还具备以下优势:
• 五轴防抖 (pitch, yaw, roll, x and y)
• 5倍快速
• 上百倍低功耗
• 10倍以上高精度
• 自带两轴加速度传感器
• 可兼容任意的自动对焦、快门和变焦镜头
• 3D成像
• 超级分辨率

MEMS OIS在手机双摄像头光学防抖中的优势

由于MEMS OIS为静电马达,因而应用到手机双摄像头时,具备如下优势:

1. 减小摄像头模组尺寸。由于MEMS OIS不带磁铁,因此不存在电磁干扰,可以直接采用标准8.5 x 8.5 mm AF马达,相比VCM光学防抖技术,可以使整个摄像头模组的尺寸大大变小。

2. 避免线圈对信号的干扰。线圈产生的放射天线效应(Radiating Antenna)如果没有进行妥善遮蔽,将会影响手机的天线信号,造成信号干扰。而MEMS OIS不含线圈,因此不会有此情况发生。

3. 连续拍照功耗减小上百倍。MEMS OIS产生的最大电流仅为62uA,远低于如VCM的100mA,因此可以极大降低功耗。当前的连续拍照与摄像模式由于能源消耗大且对稳定性要求极高,目前几乎只有EIS(电子防手震)可以支持,而如果采用MEMS OIS,则不仅可以保证超高稳定性,功耗也可以降到最低。

4. 5轴防抖终极画质改善。MEMS OIS无须移动镜头,而是移动图像传感器,所以手机厂商们能够任意选用最适合的镜头与AF马达,且不会产生镜头倾侧导致图像画质降低。

5. 质量控制。MEMS Actuator微机电马达是半导体工艺制造,能够大量复制而且维持高质量高良率,且生产量体愈大,成本就愈低。而VCM是一二十个零组件组装起来的产品,即使量再大也会有成本极限。

我们相信,手机双摄像头均实现五轴光学防抖才是真的完美。而手机拍照“全幅单反相机级”体验也并不会遥远!

关于MEMSDrive Inc.

MEMS Drive Inc. 是一家创新型半导体公司,致力于研发、制造和营销前沿的微机电驱动马达。目前产品主要应用在便携式电子移动设备如手机、运动相机、可穿戴设备、虚拟现实、无人机、汽车、电脑视觉等摄像头。其核心团队在微机电马达领域均有着10年以上的设计以及量产经验。以首款专业级光学防抖电动马达MEMS OIS为开端,围绕精准移动图像传感器技术为基础,MEMSDrive将缔造更多创新的拍照功能。

延伸阅读:

《3D成像和传感-2017版》

《MEMS产业现状-2017版》

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