原標題:APP公司震驚蘋(píng)果華為,五軸光學(xué)防抖完美解決雙攝難題! 電子制作模塊
前不久我在巴塞羅那世界無(wú)線(xiàn)通信展(MWC)期間,發(fā)了兩段小視頻,在微博上引起轟動(dòng),展會(huì )上有一家叫愛(ài)佩儀(英文名為AP Photonics,縮寫(xiě)APP,千萬(wàn)不要誤解成APP應用公司哈)的公司,展示了他的奇妙的光學(xué)防抖和抗磁場(chǎng)干擾技術(shù),比對的標的是蘋(píng)果最新的iPhone6s plus。視頻中,蘋(píng)果手機在抖動(dòng)環(huán)境下畫(huà)面不斷的“跳著(zhù)舞”,而他們的DEMO手機畫(huà)面幾乎絲毫不動(dòng)。另一幅視頻,是在一個(gè)小磁釘的干擾下,蘋(píng)果手機的畫(huà)面也不斷的跳舞,他們的手機畫(huà)面,則幾乎紋絲不動(dòng)。這兩個(gè)現場(chǎng)的演示,吸引了眾多從他們展位來(lái)往的人群,盡管他們是第一次參展,在一號館的一個(gè)角落里。幾乎所有手機公司都去觀(guān)看了,包括蘋(píng)果、微軟(諾基亞)、三星等,華為就過(guò)去過(guò)幾波人觀(guān)看,最后一波是華為BG總裁余承東親自帶隊去看的,APP公司的CEO洪航慶透露,余承東現場(chǎng)表示了相當的興趣,下面有余總認真學(xué)習的寶貴照片哈,其它廠(chǎng)商觀(guān)摩的照片我就不帖了。(大家可以看巴塞羅那展期間我微博上發(fā)的視頻,2月24日,25日)這里先貼幾張現場(chǎng)圖。
圖題:在強抖動(dòng)下,蘋(píng)果的iphone6s plus畫(huà)面抖動(dòng)厲害,但是愛(ài)佩儀公司的DEMO畫(huà)面幾乎絲毫不動(dòng)。
圖題:華為余承東親自到APP展臺學(xué)習觀(guān)看,十分感興趣。
圖題:微軟諾基亞的負責人也來(lái)展臺觀(guān)看
并且據介紹,水果公司也很感興趣,已經(jīng)派人來(lái)看過(guò)兩次了。
這是一家什么公司?如此神奇的技術(shù),讓手機界大佬為之著(zhù)迷?答案是,它的獨有的光學(xué)防抖技術(shù)能夠解決目前雙攝像頭的最大的難題,而雙攝像頭正是傳說(shuō)中蘋(píng)果和華為下一代旗艦手機的“黑科技”。但是現在雙攝像遇到了一些麻煩,需要“更黑的科技”來(lái)解決,下面讓我們看一下,雙攝像遇到了什么難題?愛(ài)佩儀公司是如何解決的。
愛(ài)佩儀公司打動(dòng)手機界大佬的“黑科技”
愛(ài)佩儀公司CEO洪航慶介紹,實(shí)際上,市場(chǎng)上最早推出的雙攝像頭是HTC的雙攝模組,由于一些技術(shù)問(wèn)題,當年并沒(méi)有形成特別好的市場(chǎng)反響。雖然現在也有幾家手機廠(chǎng)商推出了雙攝,但是面臨著(zhù)最頭疼的成品率問(wèn)題,這直接影響了產(chǎn)品的成本和用戶(hù)體驗。
從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)講,在制造過(guò)程中,如何保障兩個(gè)圖像傳感器的復合平面度誤差小于一定范圍,兩個(gè)鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來(lái)講至關(guān)重要。兩個(gè)鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以?xún)?,距離精度控制在0.05毫米以?xún)?,這個(gè)非常有難度,即使現在的最先進(jìn)的AA制程也很難完全解決這個(gè)問(wèn)題。
除此之外,要在雙攝像頭實(shí)現更高級AF/OIS功能,則不可避免的要解決另一個(gè)難題:磁干擾問(wèn)題,傳統方式的AF/OIS攝像頭模組抗磁干擾能力非常弱。兩個(gè)攝像頭模組必須保持一定距離,才能正常工作。而這常常不能滿(mǎn)足手機設計的要求。
愛(ài)佩儀(APP)研發(fā)的移軸式光學(xué)防抖技術(shù)近乎完美的解決了雙攝模組所面臨這兩個(gè)難題。我們先來(lái)看看他是如何工作的。
現在切入正題,他們是如何實(shí)現這么牛的“光學(xué)防抖”技術(shù)的呢?
簡(jiǎn)單的說(shuō),洪航慶介紹,他們的“移軸式的光學(xué)防抖技術(shù)”可以從五個(gè)維度控制鏡頭。既可以分別控制線(xiàn)性運動(dòng)X(jué)方向、Y方向和Z方向(自動(dòng)對焦),還能夠控制兩個(gè)角度方向,即起伏角和偏擺角。這種很高頻的鏡頭控制一方面可以實(shí)現自動(dòng)對焦,并實(shí)時(shí)抑制來(lái)自于陀螺儀檢測出的五個(gè)自由度方向的抖動(dòng),另一方面也可以用來(lái)補償生產(chǎn)工藝所帶來(lái)的誤差。
移軸式馬達通過(guò)輕巧結構設計,最大限度的降低了移動(dòng)部件的重量。從而也帶來(lái)了三個(gè)好處:
a) 功耗低
因為馬達在光學(xué)防抖時(shí)需要快速挪動(dòng)移動(dòng)部件,輕的移動(dòng)部件無(wú)疑需要較小的能量。實(shí)測證明愛(ài)佩儀光學(xué)防抖馬達,做防抖動(dòng)作時(shí)只需要20mw的功耗。
b) 響應速度快
實(shí)驗證明愛(ài)佩儀光學(xué)防抖馬達在車(chē)載、無(wú)人機等高頻震動(dòng)下,仍然可以獲得穩定清晰的圖像。
c) 防抖精度高
由于馬達響應速度快,在隨動(dòng)過(guò)程中,可以實(shí)現更小的滯后時(shí)間,從而獲得更高防抖精度。
移軸式雙攝光學(xué)防抖馬達
從目前來(lái)講,移軸式可以實(shí)現全球最小的光學(xué)防抖馬達系統。1600萬(wàn)像素的馬達的外圍尺寸是長(cháng)度9.5毫米,寬度9.5毫米,厚度僅3.9毫米,這是同時(shí)包括了防抖和自動(dòng)對焦功能,比傳統模組厚度低30%。針對500萬(wàn)像素的分辨率,移軸式光學(xué)防抖馬達的外圍尺寸是長(cháng)7.5,寬7.5,高3.3毫米。這是目前世界上尺寸最小的光學(xué)防抖馬達。
如何解決雙攝像頭目前遇見(jiàn)的兩大難題?
洪航慶介紹,目前雙攝相存在兩大難點(diǎn)。從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)講,在制造過(guò)程中,如何保障兩個(gè)圖像傳感器的復合平面度誤差小于一定范圍,兩個(gè)鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來(lái)講至關(guān)重要。兩個(gè)鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以?xún)?,距離精度控制在0.05毫米以?xún)?,這個(gè)非常有難度,即使現在的最先進(jìn)的AA制程也很難完全解決這個(gè)問(wèn)題。
除此之外,要在雙攝像頭實(shí)現更高級AF/OIS功能,則不可避免的要解決另一個(gè)難題:磁干擾問(wèn)題,傳統方式的AF/OIS攝像頭模組抗磁干擾能力非常弱。兩個(gè)攝像頭模組必須保持一定距離,才能正常工作。而這常常不能滿(mǎn)足手機設計的要求。
下面讓我們來(lái)看看這種移軸式光學(xué)防抖馬達系統是如何解決雙攝模組所面臨的兩個(gè)難題。
首先,針對雙攝像頭光軸平行角度誤差問(wèn)題。從目前來(lái)看,雙攝模組加工良率低的主要原因是兩個(gè)鏡頭的光軸角度誤差。在裝配過(guò)程中,任何一個(gè)環(huán)節的誤差,都會(huì )導致最終的角度誤差。如圖所示,每一個(gè)模組的角度誤差都是隨機的,最終影響算法精度及合成圖像的質(zhì)量。然而采用移軸式光學(xué)防抖馬達,可以通過(guò)后標定加角度補償,大大提高生產(chǎn)的精度及良品率。最終鏡頭的角度誤差可以控制在0.01度以?xún)?,這個(gè)精度遠高于普通AF馬達的光軸偏移量。
雙攝像頭模組光軸角度誤差
移軸式雙攝像頭模組補償后
其次,移軸式的光學(xué)防抖馬達對磁干擾問(wèn)題也有比較好的解決方案。主要因為移軸式光學(xué)防抖馬達結構是磁性部件在四個(gè)角落,跟外殼粘接在一起。而移動(dòng)部件只有線(xiàn)圈、鏡頭和鏡頭座(無(wú)磁石)。另外在馬達外圍包有一層金屬導磁材料,從而把其他磁場(chǎng)對中心移動(dòng)部件的磁力干擾降到最低。通過(guò)實(shí)驗驗證,即使將兩個(gè)模組放置0.5毫米的距離,自動(dòng)對焦及光學(xué)防抖功能仍可以正常工作,絲毫不受影響,這是平移式光學(xué)防抖攝像頭模組無(wú)法達到的。
移軸式的光學(xué)防抖鏡頭剖面示意圖
移軸式光學(xué)防抖馬達的抗磁干擾特性及多維度空間補償特性可以大大提供雙攝模組的裝配精度,提高良品率及圖像合成的精度。最終將給用戶(hù)帶來(lái)高品質(zhì)的圖像質(zhì)量及用戶(hù)體驗。
APP技術(shù)還可以實(shí)現完美“三維空間對焦”
除此之外,在實(shí)際應用當中,移軸式光學(xué)防抖模組還可以利用其微機電結構實(shí)現特有的廣角模式,景深模式等功能,其算法也可以燒錄在整個(gè)模組的驅動(dòng)芯片里,從而提供一整套的解決方案。
移軸式雙攝馬達的廣角模式
基于移軸式光學(xué)防抖馬達還可以實(shí)現特有的廣角功能。通過(guò)傾斜鏡頭能夠調整雙攝的視角,從而拼接出更大的具有廣角效果的相片。
同時(shí),移軸式光學(xué)防抖馬達可以實(shí)現三維空間對焦。在這種場(chǎng)景下,傳統的鏡頭對焦近點(diǎn),遠點(diǎn)就模糊,對焦遠點(diǎn),近點(diǎn)就模糊。而基于移軸式馬達,可以做到近點(diǎn)和遠點(diǎn)同時(shí)都清楚。這種三維對焦功能是在同一套模組里實(shí)現的,而且不是通過(guò)軟件。如果一秒拍30幀,這個(gè)方案可以保證30幀畫(huà)面都是清楚的。這是移軸式馬達獨有的技術(shù),基于這個(gè)可以做很多的應用。
移軸式馬達獨有的快速對焦算法,可以在六毫秒內把鏡頭穩定的移動(dòng)30微米的距離。每個(gè)模組的驅動(dòng)IC都封裝了相應的驅動(dòng)算法,這樣手機廠(chǎng)商只需給一個(gè)簡(jiǎn)單的指令,就可以實(shí)現快速對焦功能。比普通的對焦馬達使用起來(lái)方便很多并且對焦速度快很多。
也許,您還可以基于他們的技術(shù),開(kāi)拓出其它意想不到的應用,這是真正的“黑科技”!