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科普:智能手机上的镜头防抖模组有哪些

2021-6-15 16:27| 发布者: 华哥| 查看: 17| 评论: 0

摘要: 近期智能手机摄像头 “打快板”在微博上火了起来。事情的缘由是某旗舰手机晃动手机后会出现“哒哒哒”的声音,而这种声音被同行戏称为“快板声”,这里的“快板声”实际是镜头防抖模组的晃动声,那么镜头防抖为什么 ...
近期智能手机摄像头 “打快板”在微博上火了起来。事情的缘由是某旗舰手机晃动手机后会出现“哒哒哒”的声音,而这种声音被同行戏称为“快板声”,这里的“快板声”实际是镜头防抖模组的晃动声,那么镜头防抖为什么会出现声音?镜头防抖有哪些类型?今天我们就探究这个问题。

手机拍照为什么需要防抖?

  众所周知,我们使用手机拍照的过程中都会让手机产生位移,为了防止拍出的照片“糊”掉,影像系统中的防抖机制会在拍摄的过程中介入。目前手机中的防抖机制主要为光学防抖和(OIS)电子防抖(EIS)两大类。

  光学防抖(OIS)

  光学防抖的简写OIS为Optical image stabilization的缩写。这种防抖的实现原理是通过镜头的浮动实现纠正画面的效果,实现原理为利用手机内部的陀螺仪检测移动,通过处理器的识别及时补偿镜头移动,从而有效克服外力导致的拍摄画面模糊。

光学防抖原理光学防抖原理

  实际使用中,手机光学防抖在弱光环境,变焦和运动中拍摄的过程中有较好的防抖体验。但对于手机来说,单纯拥有光学防抖不完全能够拍出好照片,电子防抖在拍摄中的作用也很重要。

  电子防抖(EIS)

  电子防抖准确来说是一种软件性的防抖技术,主要是通过软件层面的设计实现对于拍摄过程中的补偿。当拍摄画面“糊”了后,电子防抖算法会对模糊部分进行补偿。

  从光学防抖和电子防抖的实际工作原理来看,光学防抖起的作用会更大一些,另外从实际的拆机来看,手机的传感器集成度越来越高,光学防抖从镜头防抖+传感器防抖发展为一体式防抖,防抖机制直接融合为镜头+传感器一体式防抖,提升防抖性能的同时也降低了大批量生产的难度。而手机晃动产生的声音主要来自光学防抖。

目前主流的光学防抖方案

  目前市面上主流的 OIS 光学防抖方案有三种:分别是悬丝结构防抖,滚珠结构防抖和记忆金属式光学防抖。

  悬丝结构防抖

  悬丝结构防抖是手机中最广泛采用的光学防抖技术。具体原理是镜头组件通过4根等长的悬丝固定在用电磁场悬挂起来的平面稳定架上,从正面看上去传感器就像是被悬丝挂起来一样,悬丝通电后在磁场作用力下可以沿任意方向移动(移动方向,距离一般由手机芯片,陀螺仪等运算得出),悬丝结构的位移一般控制在正负100微米以内。


  悬丝结构原理与单反相机光学防抖原理一致,但手机摄像头体积要比相机小很多,悬丝的长度短,悬丝结构很容易实现X轴,Y轴移动,但Z轴移动(镜头前后移动)时需要AF对焦马达作相应运动来进行补偿。整体灵活性不足,体积也难以被控制。另外,磁性配件也可能会对悬丝式防抖造成影响。

  滚珠结构防抖

  滚珠结构防抖可以说是针对悬丝防抖结构的不足而开发的,滚珠结构防抖去掉了悬丝结构,将其替换为X轴,Y轴上的两层滚珠滑轨结构,解决了传统悬丝结构防抖进行Z轴防抖是需要对焦马达参与的问题。滚珠结构防抖的工作原理是由滚珠带动整个镜头模组进行防抖,工作过程中Z轴方向与图像传感器的距离不变。

滚珠结构防抖示意图

 

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