自從手機兼具了拍照功能,隨手拍就成了常態(tài)。但是,是否能夠拍出高清照片、是否在細微之處展現(xiàn)清晰美感就要看相機防抖功能之間斗法。對此,ROHM開始發(fā)展光學防抖技術讓手機照片告別朦朧美。
ROHM半導體有限公司設計中心副所長金東輝介紹:“常見的防抖技術主要有四種,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間從而防止抖動。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,但會導致拍攝畫面減小。四則是光學防抖技術,能夠比較清晰地拍攝遠處的物體。由于,大像素和大鏡頭的防抖方案占據(jù)空間較大,所以在手機中一般采用電子防抖和光學防抖技術。”

(ROHM半導體有限公司設計中心副所長 金東輝)
那么,電子防抖和光學防抖主要的差別在哪里?為什么高端手機的相機一般都會選用光學防抖?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DSP足夠強大就能達到有效的防抖。而光學防抖則一定要配置鏡頭驅動馬達,才能夠移動鏡頭達到防抖的效果。其二,在有效畫面方面,光學防抖可以追蹤所有的畫面區(qū)域,而電子防抖由于幀間補償動作必然會損失邊緣的一部分的像素。ROHM馬達控制LSI商品開發(fā)部數(shù)字控制開發(fā)課顧問關本芳宏介紹:“OIS校正僅需要1/15秒就可以曝光,而其拍攝效果則相當于光校正1/125秒的曝光效果。在拍靜止圖像時,電子防抖很難達到光學防抖的效果。”

(ROHM馬達控制LSI商品開發(fā)部數(shù)字控制開發(fā)課顧問關本芳宏)
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方向移動即在AF方向上移動,其主要用途就是要聚焦,現(xiàn)在幾乎所有手機的前置攝像頭都帶有AF。而光學防抖技術則是讓馬達要在XY平面移動從而追蹤整個圖像。馬達需要電流,而驅動電流就是由AF或OIS的驅動供給。

ROHM鏡頭驅動產(chǎn)品可分為兩種。一種是AF鏡頭驅動BU64系列。另外一種是OIS鏡頭驅動芯片BU24和BU63系列。ROHM OIS鏡頭驅動BU24系列注重性能,而BU63系列則更注重芯片小型化。OIS驅動是由高性能的伺服系統(tǒng)控制,是經(jīng)過嚴密的仿真和現(xiàn)場調(diào)試做出來的芯片。ROHM的OIS驅動中采用PWM驅動馬達,可省下20—30%的電,有效降低驅動芯片的功耗。
眾所周知,OIS主要分為繞線型,滾珠型,和4軸OIS,若要進行微距拍攝時防抖技術就需選用4軸OIS來檢測屏動的加速度,才能實現(xiàn)手機相機快速對焦的功能,涉及此處則不得不提鏡頭驅動中的反饋類型。ROHM充分發(fā)揮著光學防抖控制領域的關鍵技術——反饋控制技術,現(xiàn)在有很多手機廠商都在采用ROHM所研發(fā)的具有自動對焦反饋控制功能的鏡頭驅動器。
鏡頭驅動反饋什么呢?簡單來說就是馬達的位置,可以分為前饋型和反饋型。前饋型的原理是系統(tǒng)檢測到失焦信號,通過圖像的比較來判斷是否失焦,失焦的話直接讓VCM馬達推動鏡頭到一定的位置,控制結束。ROHM從2008年開始開發(fā)AF驅動芯片,到現(xiàn)在8年的發(fā)展中增加了一些振鈴補償,提高聚焦速度,另外還增加了中置馬達已達省電的效果,這些都屬于前饋型的馬達控制。而反饋型則是由Servo DSP控制,首先也是檢測失焦信號,經(jīng)過各種運算把VCM推到一定的位置。而后這個位置由hall進行檢測,再反饋到DSP里面,以此來判斷鏡頭是否已到達指定位置,如果有一定的誤差則會迅速循環(huán)該過程。也就是說只要CPU給這個系統(tǒng)下達了一個指令,把鏡頭推到某個位置以后,它就可以完全由4軸DSP來控制。

(前饋型和反饋型驅動的比較)
ROHM的鏡頭驅動采用反饋型而不是前饋型控制系統(tǒng),其主要優(yōu)勢在于反饋型抗沖擊能力強。鏡頭一般是用VCM驅動,有一個彈簧驅動,外面如果有一個撞擊,鏡頭就會晃,偏離原來的位置,如果不加任何的控制,該晃動會慢慢衰減,而在這段時間內(nèi)相機則得不到精細的圖像。如果在驅動芯片中加一個反饋控制,只要圖像發(fā)生偏離,馬上就可以重新校準到中心位置得到清晰的圖像。ROHM反饋型AF鏡頭驅動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償。
手機相機若有了反饋型的光學防抖技術的加持,不止是在功耗方面有所提升,也能為用戶留下精彩的瞬間。