“移轴和平移OIS向哪边走？OIS专家钞晨先生答《慧眼》问”

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毫无疑问ois将成为近年来相机领域最受瞩目的技术之一。 因此，“慧眼”就ois的相关技术问题采访了newhtc one手机相机模块ois技术设计开发者，目前深圳世尊科技有限企业总裁纸币晨(以下简称纸币)对ois的相关技术路线等进行了阐述。 以下是采访的实录。

“慧眼”: ois的商业原理是什么？ 应用的必要性怎么样

牌: ois的原理是，手持高端智能手机拍照时，手抖会引起照相机的微小倾斜(通常在+/-0.5度以内)，该倾斜会引起镜头注意立场的变化，以镜头为参照物时，拍摄的物体会移动。 这样的像也在图像传感器上相对于原来的位置偏移，结果图像总是因手抖动而处于不稳定的状态。 为了处理这个问题，ois技术应运而生。 ois是光学图像模糊校正系统的简称。 首先，测定因手抖动引起的照相机倾斜的立场，从该立场预测因倾斜引起的图像偏移量，然后，使镜头相对于图像传感器平行移动，以相同大小产生相反方向的图像偏移，由此抵消因手抖动引起的图像偏移，即使在手抖动环境下也连接照相机

请注意，现在的手机模块的ois技术只是补正照相机倾斜引起的图像偏移，不能解决照相机上下左右的平行跳动引起的图像问题(这与大众的直觉不同)。 因为这需要明确)。 。 实际上，在拍摄远程场景时，认为不存在照相机平移抖动引起的图像偏移，不需要ois系统的补偿。 图像不稳定完全是来自相机的倾斜。 但是，在微距拍摄时，照相机平行抖动的影响逐渐显现出来。 现在的手机ois相机模块选择忽略由平移抖动引起的微距拍摄问题，以免过多而成为复杂的系统架构。

在强光下拍照时，曝光时间短，因此图像在短时间内移动有限，手抖对成像质量的影响不显着，但在以下情况下，手抖对摄像质量有很大影响。

1、在微弱的光线下拍照，晚上拍照。

弱光下照相机为了得到可接受的成像质量，自动延长曝光时间。 因此，曝光时间中由于抖动引起的图像的运动变得显着。 例如，在夜晚的照片中，远处的光经常被不规则的曲线拉伸。 这是曝光时间中因手抖动引起的图像移动轨迹。 ois技术能够非常有效地处理上述问题。

2 .应用数字变焦或光学变焦时。

或者光学变焦放大远处的场景，缩小视场角，也扩大手抖的影响。 例如，0.4度的倾斜抖动在80度的广角镜头中产生的图像抖动量只有全画面宽度的1/200，而在视角为20度的望远中，图像抖动达到画面宽度的1/50。

3、用手持照相机拍摄动画的情况。

用手持照相机拍摄的影像，播放时画面持续不稳定的摇晃，对外观有很大的影响。 ois技术可以非常有效地处理这个问题。 ois拍摄的视频非常流畅，不认为是手持拍摄。

4、行驶、运动中拍摄或在摇晃的环境下拍摄的。

以上三种情况都在讨论自然手抖，但其幅度一般在0.5度以内。 但是，在摇晃中，来自外界的手抖大多大大超过自然手抖的幅度，不容易预测。 依靠现有的手机摄像ois技术完全校正上述大立场的抖动并不容易，只能在某种程度上减小摇晃感。 这是因为现在的手机ois技术主要与自然手抖引起的图像稳定问题进行了比较。

“慧眼”:现在ois的技术路线有哪些？ 其优缺点分别是什么？

牌: ois开花二本:平移式和换档式的防手抖原理不同

现在的高端智能手机ois照相机模块有并进式ois对焦电机和换档式对焦电机两种技术路线。 前者以nokialumia 920的照相机模块为代表，后者以new htc one的照相机模块为代表。 无论是平移式还是移位式，其基本原理都是相同的，控制透镜相对于图像传感器的平移，抵消校正因手抖动引起的图像偏移。 但是，两者的具体实现方法大不相同。

平移式ois聚焦电机将独立的af自动聚焦电机固定在一个平移悬架(通常是四根等长的垂直向上悬架)上，将该af电机在与图像传感器平行的平面上沿任意方向(通常是正负100微米以上) ois电机的自动聚焦功能通过其独立的af电机实现，ois功能通过af电机和镜头构成的镜头悬架相对于图像传感器平移来实现。 由于镜头悬架的总重量大，悬架的硬度有限，因此在不同的摄影姿势(向下、水平向上、向上等)下，镜头悬架自身的重力会对图像传感器产生镜头悬架(相当于弹簧振子) 为了解决这样的问题，在电动机内集成了两个霍尔传感器元件，正确地检测两个正交的平移方向的镜头悬架的位置，利用该位置新闻组合闭环控制，从而锁定镜头悬架的位置

轴移动式ois电机结构比较简单，非常接近普通的af电机。 不同的是，一般的af电机的弹簧悬架只允许镜头向对焦方向移动，移动式ois电机的弹簧悬架不仅允许镜头向对焦方向移动，还允许镜头相对于一个旋转轴支点向任意方向倾斜立起 轴位于靠近镜头底部的位置，因此镜头左右倾斜时，镜头的顶部实际上相对于图像传感器左右偏移。 通过该平行移动，可以修正由于抖动引起的图像抖动。 由于固定的旋转轴支点的存在，电机的运动部分的重量在该支点上很大程度上被分担，镜头的倾斜立场小到可以忽略拍摄姿势的影响，镜头也不易受到外界的机械干扰而摇晃，镜头的倾斜角可以稳定地预测，在偏转电流的大小上 因此，透镜上部的平移量也与向电机通电的偏转电流成比例。 轴位移式ois电机不需要霍尔传感器元件进行闭环控制。 另外，支点的存在，有施加小力时透镜倾斜的大好处，实际上是杠杆的省力原理。 平行移动式ois电机需要克服整个镜头的悬架自重，实现镜头的平行移动，需要劳力。 因此，移动式ois电机具有更低的理论功耗和更快的机械响应，能够补偿达到20hz的高速抖动。

平移式和位移式各有优缺点

通过分析上述两种技术路线的ois电机的原理，可以总结各自的优缺点。

平移修正有很大的效果，但结构多，杂费高

平移式闭环ois电机的优点是理论上可以补偿较大的抖动，最大补偿立场可以达到正负1.5度。 那个特殊的平行移动悬挂系统处理镜头的三维平行移动的问题，即使镜头平行移动，也保证光轴垂直于图像传感器表面。 缺点是结构比以前传来的电机多且复杂，材料价格高，制造技术繁杂，由此带来的低成品率，低产量和高价格，不利于ois技术的大面积宣传。 由于2个霍尔传感器的存在，电机需要拉出的引脚数达到了10多个。 另外，平移式ois电动机体积大，理论功耗高，相应地速度慢。

轴移动式四角虽然糊效果差，但结构简单，组装容易

轴移动式ois电机的优点是结构接近通常的af电机，上述平移式ois电机的缺点基本上是轴移动式的优点。 另外，在移动式ois电机中，具有只用手机照相机模块进行移位摄影( tilt-shift photography )这样的发热水平的单反照相机就能实现的特殊效果摄影功能，当手机的照片摄影的播放性大幅提高时 另外，对于模块制造商来说，移位马达具有镜头光轴立场的调整功能，因此模块组装不需要高像素模块组装所需的光轴动态调整系统( auto alignment system )，大幅提高了模块工厂的成本

轴移动式ois电机的第一个缺点是，打开ois功能后，镜头平移时，必然会产生光轴的倾斜。 如果倾斜的立场大，图像的帧的角部分就会模糊。 因此，轴移动式ois电机一般限定了最大修正的立场，通常不超过正负0.75度，足以修正自然手抖。 在此，以点判断光轴倾斜缺陷对实际的摄像效果有多大影响。

首先，如果在强光下拍照，由于曝光时间极短，因此在该时间内防止手抖所需的透镜倾斜量少，不足以引起画质的问题。 此时，即使完全关闭ois功能，照片拍摄的效果也不会出现大的差异。

其次，在应用数字变焦时，镜头的倾斜不会成为摄像质量的问题。 视角的减少，客户只能看到图像传感器中心区域的图像，但即使视角烧焦，客户也看不到。 因此，在应用数字变焦时，可以允许基于移位式ois电机的更大的立场补偿。

再次，弱光和夜晚摄影时曝光时间变长，此时如果ois接通，则有可能发生透镜大幅倾斜、角烧焦的现象。 关于自然手抖的修正，由于移动式ois电机所需的镜头偏角最大为30"(0.5度)左右，画质的问题很难被弱光和夜间照片识别，因此，即使在这种情况下，移动式ois电机也能得到满意的照片拍摄效果。

最后，在视频拍摄中ois连续打开，自然手抖有可能引起30”左右的镜头抖动。 但是，在视频模式下，由于图像的分辨率低，所以角散焦对注意者来说不明显，但基于ois的图像稳定体验远远优于基于角图像问题的负面体验。

如上所述，移动式ois电机虽然有镜头光轴垂直度的缺陷，但在实际的摄影体验中，很难被客户注意到，其ois整体的效果依然非常令人满意。

“慧眼”:平移式和换挡式两种方法在生产中的价格、生产成品率的控制怎么样？ 防震效果的评价怎么样？

纸币:平移式闭环ois电动机无论是电动机的生产环节还是后续模块的组装环节，其生产价格都远远高于移动式ois电动机，成品率远低于移动式ois电动机。

在专业的抖动校正效果评价中，两者都是批量产品，可以容易地实现18db的抖动校正率，满足3级抖动校正的要求。 进行细微调整的话，都可以得到比24db高的4个阶段的手抖补正效果。 注意这两种技术都有画中心的稳定度远远超过画角的现象。 轴移式ois电机是因为镜头光轴倾斜，角度没有对焦而产生的。 移动式ois电机保证光轴垂直，但根据镜头像圆的中心和边缘成像的不同，镜头移位时的视场角成像质量也随着镜头移位而变化，角成像变得不稳定。 因为这两者的实际效果很接近。 轴移动式ois电机的动态响应更好。 关于手抖补正的立场大小，平移式ois电机可以补正大抖动，最新的产品可以补正正负1.5度的抖动倾斜。 轴移式ois电机被限制为光轴的倾斜度不要太大。 这是因为最大可补偿立场有限，通常不会超过正负0.75度。 对于自然手抖(一般在正负0.5度以内)，已经足够了。 像数字变焦那样，在允许光轴大幅度倾斜的特殊情况下，移动式ois电机也可以支持正负1.5度的手抖补偿。

《慧眼》这两项技术在业态上的迅速发展状况怎么样？

标签:平移式闭环ois电机是日本sharp首次搭载在自己公司品牌的手机上并在日本市场上市，受到好评。 随着年nokialumia 920的上市，平移式闭环ois电机受到了全球的影响。 年的new htc one的发售，实际上是第一次批量生产换档式ois电机，在世界各地都采用了。 现在两种技术都在处理各自的问题，年内成熟，有望大规模宣传。 平移式ois电机适用于补偿立场范围高、镜头光轴垂直度严格的顾客，移位式ois电机适用于降低价值成本、广泛普及于手机摄像的ois的应用。

展望未来的迅速发展，个体认为平移式ois电机的方向是通过将闭环替换为开环，从而大幅简化设计和生产技术，大幅降低价值成本。 对平移式ois电机来说，用开环代替闭环是很难的，但在技术上是有可能的。 如果成功的话，会大大加快平移式ois电机的普及吧。 对轴移动式ois电机来说，除了优化设计和工艺、进一步降低价值成本外，还应该重点开发手机拍照的多焦点摄影和轴移动式摄影等新应用，毕竟这些是轴移动式电机的专用功能，在平移式电机中 如果这些新应用程序成功，给客户带来的体验冲击不亚于ois技术。

“慧眼”:这两种技术对下游包装的要求和影响怎么样？

牌:直动式闭环ois电机要求很高，至少需要焊接13、4根以上的电机引脚，需要利用auto alignment设备进行镜头光轴垂直度控制，对模块工厂来说门槛很高，成品率和产量也提高， 轴移动式ois电机只要焊接6根以下的电机引脚，就不需要auto alignment，可以用生产普通af模块的类似设备批量生产，短期内适合大量使用。 因此，个人认为现在的换档式ois电机将来适合向中低端智能手机宣传。 平移式ois电机为了迅速普及，在结构上需要很大的简化和优化，最好放弃由两个霍尔元件组成的二维闭环控制系统。

编辑后语:纸币总是介绍ois的两条基本技术路线和原理。 关于这一点，我们也咨询了我们顾问张抵扣文先生。 他认为换档式的效果现在不能被主流应用程序接受。 现在业界一般都在看换档式的产品。 要找到最佳的应用程序结合点，各相关供应商和照相机模块制造商可以积极搜索。 “慧眼”欢迎行业深入的信息表现和探讨。

(文/邓林)