在移動消費電子設(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)，是移動消費電子產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的主要手段。概括地說，“日新月異”是移動消費電子行業(yè)的基本標(biāo)志，也是手機品牌企業(yè)在激烈的市場競爭中需要實現(xiàn)的目標(biāo)追求。在消費者更青睞于高顏值高像素的產(chǎn)品需求驅(qū)動下，攝像頭方面如像素、防抖技術(shù)、算法等方面的“新”與“異”仍會主導(dǎo)手機創(chuàng)新。
如三星Note 8、iPhoneX在手機攝像頭拍攝時防抖技術(shù)的升級，二者均為兩個攝像頭同時配備了VCM OIS光學(xué)防抖功能，是智能手機雙攝像頭技術(shù)的又一創(chuàng)新，對手機用戶拍照體驗的提升又邁出了重大的一步。
音圈馬達（VCM），其工作原理是在一個永久磁場內(nèi)，通過改變馬達內(nèi)線圈的直流電流大小，來控制彈簧片的拉伸位置，從而帶動上下運動。其功能是使手機攝像頭實現(xiàn)自動對焦，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、后彈簧和底座幾個部分。目前VCM 以其結(jié)構(gòu)簡單、體積小等特點較好的契合了手機市場對于外觀的需求，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陀螺儀傳感器來偵測手機拍攝時抖動的傾斜角度，再把信號傳至微處理器，計算傾斜導(dǎo)致的圖像偏移量，接著通過控制鏡片相對于圖像傳感器做方向相反但偏移量相等的平移，以補償手抖引起的偏移圖像，從而保證拍照時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)公認的提高緊湊型攝像頭拍照穩(wěn)定性的先進技術(shù)。拍照時通過移動鏡頭能進行物理性修復(fù)，從而起到穩(wěn)定拍攝、提升暗光拍攝品質(zhì)和增強畫面亮度的效果，一些高端機型如iPhone7就是應(yīng)用VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)來增大拍攝成功的概率，其運作原理是將鏡頭組件固定在一個用電磁場懸掛起來的平面穩(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100微米以內(nèi)），以補償手機拍照時的傾斜抖動。
然而，在雙攝加速滲透的現(xiàn)實下，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)用雙自動對焦技術(shù)。其原因在于OIS光學(xué)防抖是要加上一個陀螺儀傳感器，且兩顆攝像頭距離太近，不能很好的解決磁干擾問題，那么要實現(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題上還會額外增加一定的體積，會影響外觀，所以iPhone 7 plus雙攝沒法采用雙OIS光學(xué)防抖技術(shù)。然而在無法實現(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，但這會影響手機整個外觀的美感；二是需要考慮磁干擾問題，解決磁干擾的方式可以選擇導(dǎo)磁片或在VCM前期的設(shè)計優(yōu)化磁路以解決雙OIS的磁性，這對目前現(xiàn)有的技術(shù)提出了更高的要求。市場上能做到的廠商為數(shù)不多。
但是實際上，因磁干擾以及體積等問題，一些手機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焦，模糊深景，這其實應(yīng)用的是模糊扣圖算法。而這種算法存在致命問題是不能有效的識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，而消費者手持手機不可能這么長時間不抖動。最終結(jié)果是，只要手稍微抖動就會造成物體模糊甚至變形。這和消費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雙攝成像的磁干擾以及穩(wěn)定性等問題，實現(xiàn)成像效果更接近專業(yè)相機的水平，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( 微機電系統(tǒng))OIS靜電馬達或?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)、制造和營銷前沿的微機電驅(qū)動馬達。目前產(chǎn)品主要應(yīng)用在便攜式電子移動設(shè)備如手機、AR、VR等攝像頭。其核心團隊在微機電馬達領(lǐng)域均有著10年以上的設(shè)計以及量產(chǎn)經(jīng)驗。
由MEMS Drive Inc.創(chuàng)新研發(fā)的MEMS OIS是一款微機電靜電驅(qū)動馬達, 能夠?qū)⑷鶈畏聪鄼C通過移動圖像傳感器達到X，Y，Pitch，Yaw，Roll 5 軸空間維度防抖的方式實現(xiàn)在手機攝像頭上，可以非?？焖?、精確地使圖像傳感器在平面上進行X, Y平移以及旋轉(zhuǎn)移動，從而補償在不同空間維度上因為手抖產(chǎn)生的光軸傾斜位置。
簡單說來，MEMS OIS靜電馬達體積僅比圖像傳感器稍大一點點，貼附于CMOS后面，可利用靜電產(chǎn)生吸附效果移動圖像傳感器，且結(jié)構(gòu)簡單。據(jù)旭日大數(shù)據(jù)對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)場測試，其他參數(shù)條件相同的基礎(chǔ)上，將兩臺手機同時置于振動臺上，即可見MEMS OIS靜電馬達的驚人光學(xué)穩(wěn)定性能。裝有MEMS OIS靜電馬達的手機在同樣的抖動情況下比目前業(yè)內(nèi)裝有最新一代VCM OIS馬達的手機成像更穩(wěn)定，前者長曝光時比后者更清晰，后者的圖像會模糊甚至出現(xiàn)拖尾。另外，在低光環(huán)境下，MEMS OIS靜電馬達可以實現(xiàn)超長曝光時間，這一點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馬達工作時移動的是鏡頭，而MEMS OIS靜電馬達利用微機電的靜電吸附原理，物理移動圖像傳感器，而非移動鏡頭。這一點對手機廠商而言尤為重要，因能夠任意選用最適合的鏡頭和AF馬達與其搭配，且不會產(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靜電馬達的優(yōu)點還包括：由于MEMS OIS靜電馬達不帶磁鐵線圈，因此不存在磁場干擾，可以直接采用標(biāo)準(zhǔn)8.5 x 8.5 AF 馬達，相比VCM OIS光學(xué)防抖技術(shù)馬達，可以使整個攝像頭模組的尺寸大大變?。粠缀醪缓碾姡谋萔CM OIS馬達少100倍；MEMS OIS 本身不發(fā)熱；兼容所有AF和鏡頭設(shè)計以及全自動測試和組裝。
而在雙攝層面，若兩顆VCM馬達搭配雙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，整個模組體積所以會大很多。而MEMS OIS靜電馬達的長寬和AF一樣，相比兩顆VCM OIS的體積要小一點，且兩個圖像傳感器可以靠近，工作時可以說不需要額外的移動空間。另因不產(chǎn)生磁性，沒有磁場干擾，在雙攝像頭模組上，兩顆攝像頭理論上還可以放得更近點，切實解決手機雙攝像頭模組的磁干擾以及體積大的問題。
MEMS OIS靜電馬達不會產(chǎn)生VCM OIS 馬達的磁場干擾，同時也解決了兩顆VCM OIS耗電量大的問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計上還可以減少整個雙攝像頭模組的體積。而最主要的是，MEMS OIS靜電馬達的成像穩(wěn)定性可以達到單反相機級的全方位五軸防抖，其在雙攝的應(yīng)用中，或?qū)佼愜姟Ｔ谧非髣?chuàng)新，實現(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
