對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，使用手機(jī)拍照不會(huì)像那些攝影達(dá)人一樣動(dòng)輒就三腳架穩(wěn)定器招呼著，往往只能通過(guò)雙手來(lái)進(jìn)行拍照，有時(shí)甚至只會(huì)隨手一拍。而當(dāng)處于這樣的場(chǎng)景下時(shí)，如果手機(jī)擁有OIS光學(xué)防抖，就能夠起到穩(wěn)定拍攝的作用，使手持拍攝不會(huì)產(chǎn)生模糊不清的情況，提升拍照體驗(yàn)。

　　近年來(lái)，從電子防抖到光學(xué)防抖，防抖技術(shù)已經(jīng)成為了智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。更有甚者，隨著蘋(píng)果將光學(xué)防抖引入自己的iphone 系列手機(jī)，光學(xué)防抖已經(jīng)成為了旗艦手機(jī)的主要賣(mài)點(diǎn)。

　　“智能手機(jī)市場(chǎng)是一個(gè)充滿活力，充滿挑戰(zhàn)的市場(chǎng)，如何在這個(gè)市場(chǎng)存活下去，不遺余力的進(jìn)行創(chuàng)新，尋找賣(mài)點(diǎn)，是這幾年手機(jī)市場(chǎng)的趨勢(shì)。所以我們才能看到陶瓷外殼、快速充電、無(wú)線充電和雙攝像頭這些新技術(shù)的出現(xiàn)。” 羅姆(ROHM)半導(dǎo)體(上海)有限公司設(shè)計(jì)中心副所長(zhǎng)金東輝先生近日在羅姆(ROHM)半導(dǎo)體集團(tuán)舉行的智能手機(jī)的光學(xué)防抖(OIS)技術(shù)以及鏡頭驅(qū)動(dòng)方案發(fā)布會(huì)如此說(shuō)道。

　　而羅姆(ROHM)則致力于將專業(yè)相機(jī)的一些功能運(yùn)用到智能手機(jī)上來(lái)，像廣角和長(zhǎng)焦鏡頭的切換，雙攝像頭，光學(xué)防抖，如何將這些功能更好的整合到智能手機(jī)那狹小的空間中，同時(shí)能夠最大程度的保證其質(zhì)量，這中間還有許多問(wèn)題需要解決。

　　光學(xué)防抖和電子防抖

　　眾所周知，拍照模糊很重要的一個(gè)原因就是手抖，手拿相機(jī)時(shí)會(huì)因?yàn)橹亓图∪庾饔孟鲁霈F(xiàn)很輕微抖動(dòng)。如果在白天光線充足的情況下，相機(jī)進(jìn)光量足，快門(mén)速度足夠高，可以忽視輕微抖動(dòng)，拍出清晰照片。如果光線不足，相機(jī)進(jìn)光量和快門(mén)速度都不夠，相機(jī)出片只能靠人品。

　　常見(jiàn)的防抖對(duì)策主要有以下幾種：采用大像素，可以使每一個(gè)像素的尺寸都非常大，缺點(diǎn)是降低了分辨率;或者使用大鏡頭增加光通量，縮短曝光時(shí)間，缺點(diǎn)也非常明顯，鏡頭的尺寸過(guò)大。這兩種方式主要用于傳統(tǒng)相機(jī)，無(wú)法在兼顧智能手機(jī)輕薄性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)防抖。

　　正如之前所說(shuō)，智能手機(jī)目前主要使用的防抖技術(shù)就是電子防抖和光學(xué)防抖。

　　早期手機(jī)主要使用的電子防抖。顧名思義，電子防抖是指通過(guò)電路象素來(lái)實(shí)現(xiàn)防抖功能。電子防抖使用數(shù)字電路進(jìn)行畫(huà)面的處理產(chǎn)生防抖效果。當(dāng)防抖電路工作時(shí)，拍攝畫(huà)面只有是實(shí)際畫(huà)面的90%左右，然后數(shù)字電路對(duì)DC機(jī)抖動(dòng)方向進(jìn)行模糊判斷，進(jìn)而用剩下的10%左右畫(huà)面進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。這種方式的特點(diǎn)是成本低，但卻降低了CCD的利用率，對(duì)畫(huà)面清晰度會(huì)帶來(lái)一定的損失，對(duì)DV拍攝的靜態(tài)圖像無(wú)甚幫助。

　　目前主流旗艦手機(jī)使用的光學(xué)防抖技術(shù)簡(jiǎn)稱OIS，它的全稱是Optical Image Stabilization，從字面理解就是穩(wěn)定的光學(xué)圖象。通過(guò)鏡頭的浮動(dòng)透鏡來(lái)糾正“光軸偏移”，其原理是通過(guò)鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測(cè)到微小的移動(dòng)，然后將信號(hào)傳至微處理器，處理器立即計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏浚缓笸ㄟ^(guò)補(bǔ)償鏡片組，根據(jù)鏡頭的抖動(dòng)方向及位移量加以補(bǔ)償;從而有效的克服因相機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生的影像模糊。

　　從原理上看，電子防抖和光學(xué)防抖是兩種完全不同的技術(shù)。電子防抖主要應(yīng)用于目前的中低端手機(jī)，而光學(xué)防抖則普遍應(yīng)用于旗艦手機(jī)。

　　“不過(guò)，羅姆(ROHM)相信隨著未來(lái)智能手機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展，和光學(xué)防抖技術(shù)成本的不斷下探，光學(xué)防抖將會(huì)成為智能手機(jī)的趨勢(shì)。” 羅姆(ROHM)株式會(huì)社LSI商品開(kāi)發(fā)本部馬達(dá)控制LSI商品開(kāi)發(fā)部控制開(kāi)發(fā)科顧問(wèn)關(guān)本芳宏先生在談到光學(xué)防抖這一市場(chǎng)時(shí)表示。

　　對(duì)于智能手機(jī)的終端廠商來(lái)說(shuō)，量化評(píng)價(jià)智能手機(jī)防抖想過(guò)好壞的標(biāo)準(zhǔn)是壓制比(SR)，廠商一般在手機(jī)出貨時(shí)進(jìn)行這一檢測(cè)。

　　“但是對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，壓制比這一概念過(guò)于遙遠(yuǎn)，所以一般都是定性的評(píng)價(jià)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)，OIS開(kāi)的效果就相當(dāng)于將快門(mén)速度調(diào)高了8到10倍。開(kāi)校正的時(shí)候，可以用1/15秒的曝光，就相當(dāng)于光校正以后做了125/1秒的，這兩個(gè)圖像基本上是等價(jià)的。”

　　由于從根本上來(lái)說(shuō)電子防抖是通過(guò)DSP算法來(lái)實(shí)現(xiàn)防抖效果的，要想提高防抖效果除了改進(jìn)算法之外，別無(wú)他途。而光學(xué)防抖則是通過(guò)硬件的方式實(shí)現(xiàn)防抖，就有更多的方法來(lái)改進(jìn)。

　　如何提高光學(xué)防抖使用體驗(yàn)

　　據(jù)了解，智能手機(jī)鏡頭的驅(qū)動(dòng)部件主要包括鏡頭組、CMOS圖像傳感器和鏡頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。而光學(xué)防抖系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)為控制器設(shè)計(jì)，即鏡頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。相機(jī)模塊致動(dòng)器大多采用音圈馬達(dá)，但其具有磁滯效應(yīng)、磨擦和參數(shù)時(shí)變等非線性特性，因此在控制器設(shè)計(jì)上必須考慮到非線性特性與實(shí)現(xiàn)時(shí)的運(yùn)算負(fù)載。模糊邏輯控制器由于有運(yùn)算負(fù)載低、不需要精確的受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、架構(gòu)易實(shí)現(xiàn)并能有效的補(bǔ)償微型致動(dòng)器非線性等優(yōu)點(diǎn)。

　　其實(shí)早在2012年，羅姆(ROHM)半導(dǎo)體就已經(jīng)向日本及歐美手機(jī)廠商推出手機(jī)攝像頭防抖技術(shù)解決方案。目前能夠量產(chǎn)OIS光學(xué)防抖馬達(dá)的只有羅姆(ROHM)、TDK等少數(shù)的幾家。

　　羅姆(ROHM)生產(chǎn)的適用于光學(xué)防抖技術(shù)的鏡頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)主要分為AF——BU64XXX系列，OIS——BU24XXX系列，BU63XXX系列，共兩類三個(gè)系列。AF系列從2008年開(kāi)始研發(fā)，為了聚焦更快，后加了一些振鈴補(bǔ)償;還有BDAF中置馬達(dá)，可以更省電，這三類都屬于前饋型的馬達(dá)控制。BU24XXX系列注重性能，相對(duì)尺寸較大;BU63XXX系列則屬于小型化和便攜型產(chǎn)品。

　　為什么會(huì)出現(xiàn)AF和OIS兩個(gè)類型呢?金東輝先生解釋道，系統(tǒng)通過(guò)圖像的比教判斷是否失焦，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到失焦信號(hào)，前饋型直接讓VCM馬達(dá)推動(dòng)鏡頭到一定的位置，這輪的控制就結(jié)束了。

　　而反饋型有一個(gè)Servo DSP控制，經(jīng)過(guò)各種運(yùn)算，把VCM推到一定的位置，這個(gè)位置迅速由Hall檢測(cè)，反饋給DSP，如果鏡頭位置還有一定的誤差，會(huì)迅速不停地循環(huán)，只要CPU給這個(gè)系統(tǒng)下了一個(gè)指令，把鏡頭推到某個(gè)位置以后，它就可以完全由這個(gè)4軸DSP來(lái)控制。

　　另外，反饋型主要有兩方面優(yōu)勢(shì)：(1)抗沖擊。鏡頭一般是用VCM驅(qū)動(dòng)，有一個(gè)彈簧驅(qū)動(dòng)，如果有撞擊，鏡頭就會(huì)搖晃，偏離原來(lái)的位置，這個(gè)晃動(dòng)慢慢衰減，但時(shí)間很長(zhǎng)。如果加上反饋控制，只要位置偏離一點(diǎn)，馬上就拉回中心位置，可以使大部分時(shí)間內(nèi)得到清晰的圖像。(2)抗振動(dòng)，由于外部的振動(dòng)，鏡頭會(huì)偏離該有的位置，這時(shí)候用close loop ，close loop的控制非?？?，可以迅速拉回正常的位置。

　　擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展

　　據(jù)金東輝先生介紹，羅姆(ROHM)生產(chǎn)的適用于光學(xué)防抖技術(shù)的鏡頭驅(qū)動(dòng)截止到2015年，已經(jīng)累計(jì)出貨超過(guò)10億片，預(yù)計(jì)2016年突破13億片。

　　之所以能夠達(dá)到這樣的成績(jī)是因?yàn)?ldquo;羅姆(ROHM)從2008年就開(kāi)始研究鏡頭驅(qū)動(dòng)器，2012年在日本和歐洲與一些手機(jī)巨頭合作，當(dāng)時(shí)第一次推出了搭載光學(xué)防抖功能的手機(jī)，這些手機(jī)上用的就是ROHM的鏡頭驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，從那以后，有更多的手機(jī)廠商搭載帶光學(xué)的防抖功能的鏡頭處理器了。” 關(guān)本芳宏先生如是說(shuō)。

　　此外，為了凸顯自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，羅姆(ROHM)生產(chǎn)的適用于光學(xué)防抖技術(shù)的鏡頭驅(qū)動(dòng)還采用高性能的伺服電機(jī)控制設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)的精度。采用PWM驅(qū)動(dòng)，使得開(kāi)關(guān)動(dòng)作迅速，相比線性驅(qū)動(dòng)，PWM可以省掉很多功耗。另外羅姆(ROHM)整個(gè)開(kāi)發(fā)和支持體系是非常完整的。手機(jī)廠并不是自己組裝鏡頭，而是由外包廠組裝的，羅姆(ROHM)對(duì)外包廠量產(chǎn)線的建立、調(diào)試都提供支持。”

　　近年來(lái)隨著手機(jī)高速發(fā)展，手機(jī)拍照能力也愈發(fā)完善，并有向?qū)I(yè)單反相機(jī)看齊的趨勢(shì)。從鏡片材質(zhì)、傳感器大小、光圈大小等因素來(lái)講，各大手機(jī)廠商不斷增大著配置，與此同時(shí)還加入了很多專業(yè)相機(jī)上才有的技術(shù)。

　　不過(guò)按照目前的技術(shù)來(lái)看，帶有光學(xué)防抖功能的手機(jī)攝像頭通常在外觀上要做出一定的犧牲，在視覺(jué)上會(huì)感覺(jué)凸出一部分，影響整體美觀，此外目前光學(xué)防抖的手機(jī)攝像頭成本比較高，支持這一功能的手機(jī)售價(jià)也相對(duì)貴一些，所以在手機(jī)廠商的選擇上，是否愿意犧牲美觀和付出更高的價(jià)格來(lái)?yè)Q取更穩(wěn)定的畫(huà)質(zhì)，那就一定要看廠商們的選擇了。

　　但是，在羅姆(ROHM)看來(lái)，這并不影響未來(lái)光學(xué)防抖技術(shù)在智能手機(jī)中的應(yīng)用，隨著國(guó)內(nèi)高端手機(jī)的比例越來(lái)越高，這一市場(chǎng)還有長(zhǎng)足的發(fā)展空間。關(guān)本芳宏先生表示：“未來(lái)，羅姆(ROHM)將充分利用在光學(xué)防抖技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)和傳感器方面的特點(diǎn)，繼續(xù)面向中國(guó)市場(chǎng)，為中國(guó)客戶提供更多、更新、性能更好的產(chǎn)品。”