在《手機(jī)報(bào)》舉辦的手機(jī)攝像頭光學(xué)防抖論壇上，來(lái)自世尊科技的鈔晨用大量的圖片與視頻的方式給大家講述了OIS多軸VCM的現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并且表示：“通過(guò)OIS推廣多軸馬達(dá)，從而延伸出更有意思的拍照技術(shù)。”

以下是世尊科技鈔晨的演講實(shí)錄：

世尊科技鈔晨

手機(jī)拍照與數(shù)碼相機(jī)拍照僅從體驗(yàn)上來(lái)看，它還是有細(xì)微差別，在強(qiáng)光下，目前已經(jīng)達(dá)到大家可以接受的程度，但是在弱光條件下，手機(jī)拍照就會(huì)有圖像暗，噪點(diǎn)明顯的現(xiàn)象。這個(gè)差異來(lái)自于哪兒？手機(jī)攝像頭與相機(jī)攝像頭的區(qū)別首先是鏡頭尺寸，當(dāng)然像素點(diǎn)面積也有差別，鏡頭尺寸差別會(huì)帶來(lái)曝光量明顯差異。

改善弱光條件下拍照，有兩個(gè)方向，一個(gè)是增加傳感器靈敏度、信噪比還有動(dòng)態(tài)范圍。在南洋理工大學(xué)，有人已經(jīng)研發(fā)了用石墨烯材料，來(lái)代替目前的敏感材料，號(hào)稱能將靈敏度提高1000倍，如果真的能做到，那對(duì)業(yè)界是一個(gè)非常大的飛躍。另一種方法就是增加曝光時(shí)間，在過(guò)程中，如果手有移動(dòng)，就會(huì)造成圖像的模糊，這就是我們引入光學(xué)防抖其中的一個(gè)原因。

通過(guò)開(kāi)啟OIS功能，在弱光拍攝下，光學(xué)防抖能帶來(lái)的好處。現(xiàn)在我們光學(xué)防抖技術(shù)已經(jīng)可以將曝光時(shí)間，拉長(zhǎng)到0.5秒的量級(jí)，這就意味著帶光學(xué)防抖的手機(jī)，可以盡量去在合適的模式下，提高他的曝光時(shí)間，以增強(qiáng)曝光量。

OIS給大家?guī)?lái)的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)，主要是拍照預(yù)覽模式和視頻模式，在預(yù)覽模式會(huì)取景，將景物取到合適再按拍照鍵，但是取景的時(shí)候，如果圖像穩(wěn)定會(huì)給大家?guī)?lái)很好的拍攝體驗(yàn)，如果這個(gè)圖像是做微微抖動(dòng)，會(huì)給大家?guī)?lái)比較不好的體驗(yàn)，這是預(yù)覽模式體驗(yàn)有一個(gè)本質(zhì)的提升。視頻模式，道理也是一樣的。

其次在變焦上有重要提升，如果圖像做4倍放大，手的抖動(dòng)也會(huì)相應(yīng)放大，這個(gè)時(shí)候有沒(méi)有光學(xué)防抖的差別就明顯體現(xiàn)出來(lái)。實(shí)現(xiàn)光學(xué)防抖，一個(gè)是傾斜整個(gè)模組，它的運(yùn)動(dòng)部分重量比較大，我們認(rèn)為壓電片或者SMA應(yīng)該比VCM更優(yōu)的技術(shù)路線，但是傾斜整個(gè)模組，牽扯的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈整合是比現(xiàn)在VCM方式更復(fù)雜，所以目前還不成熟，也沒(méi)有進(jìn)入到量產(chǎn)階段，現(xiàn)在市場(chǎng)上比較多的OIS走的路線采用多軸馬達(dá)，具體是采用三軸馬達(dá)，三軸馬達(dá)能產(chǎn)生令鏡頭相對(duì)于圖像傳感器做平移運(yùn)動(dòng)，我也澄清一下，實(shí)現(xiàn)光學(xué)防抖，我們主要靠的都是鏡頭的平移，即使移軸式馬達(dá)，也是利用鏡片平移實(shí)現(xiàn)的。

平移式馬達(dá)與移軸式馬達(dá)到底孰優(yōu)孰劣？從大眾體驗(yàn)的角度來(lái)出發(fā)，平移式的OIS，圖像中心相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，但是圖像邊緣還是有抖動(dòng)，平移式OIS雖然是平移，但實(shí)際上也會(huì)有一些傾斜，這個(gè)傾斜造成一些圖像在邊角，另外用移軸式馬達(dá)，從普通消費(fèi)者感官來(lái)看，圖像中心部分比較穩(wěn)定，但是四周略微有一些抖動(dòng)，目前市面上技術(shù)大概能實(shí)現(xiàn)的就是到這一步。

其實(shí)光學(xué)防抖還可以有第三種方式，我認(rèn)為它是真正的平移式，它既可以做AF運(yùn)動(dòng)，又可以做左右上下的平移，這種馬達(dá)我們?cè)谘邪l(fā)中，這個(gè)對(duì)懸掛系統(tǒng)的要求非常高，當(dāng)然我們已經(jīng)有申請(qǐng)一些新的專利。

關(guān)于功耗問(wèn)題，我們首先考慮，OIS模組或者馬達(dá)，中間的運(yùn)動(dòng)部分要隨著陀螺儀的控制，而做不停的平移運(yùn)動(dòng)，所以從傾斜模組來(lái)講，這個(gè)運(yùn)動(dòng)部分有效重量是最大的，因?yàn)樗绥R頭馬達(dá)和傳感器，包括下面的APC板，所以大概約等于0.7克，根據(jù)具體設(shè)計(jì)不同而論。平移AF馬達(dá)，約等于0.35克，傾斜鏡頭移軸式運(yùn)動(dòng)部分有效重量就比較小了，它有一個(gè)轉(zhuǎn)軸，這個(gè)轉(zhuǎn)軸能承擔(dān)一部分它本身鏡頭重量，所以它是最小的。

結(jié)構(gòu)上，相對(duì)來(lái)說(shuō)后兩種是比較簡(jiǎn)單的，生產(chǎn)工藝也都是簡(jiǎn)單，物料成本各方面都會(huì)較低。

接下來(lái)我從另外一個(gè)角度來(lái)談下開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的問(wèn)題。

我認(rèn)為在VCM設(shè)計(jì)當(dāng)中，還有彈片還有彈絲的VCM來(lái)說(shuō)，理論上說(shuō)無(wú)須采用閉環(huán)方式，但是彈簧系統(tǒng)的共振頻率不低于60hz。這個(gè)線性系統(tǒng)通多少電流它就運(yùn)動(dòng)多少，理論上它不需要采取閉環(huán)方式。還有一類VCM，里面有滾珠結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生非線性的摩擦力，還有一些置回的存在，這種馬達(dá)沒(méi)有辦法，一定要采取閉環(huán)的控制方式，增加一些元器件，作為位置傳感器。

外界有些意見(jiàn)認(rèn)為，開(kāi)環(huán)馬達(dá)容易受到像溫度或者外部磁力變化影響，但實(shí)際上閉環(huán)馬達(dá)一樣的，因?yàn)樗强總鞲衅鱽?lái)去測(cè)量位置。傳感器本身就有溫漂，傳感器本身對(duì)磁石磁力敏感，方方面面都會(huì)帶來(lái)一些誤差。

外界可能還認(rèn)為說(shuō)像閉環(huán)，在大的鏡頭控制上面，它效果很好，因?yàn)榇箸R頭它很重，它基本上采取像電機(jī)這種方式，它獲得精確度一定要通過(guò)閉環(huán)的方式，但是隨著鏡頭縮小，它變得又輕又小以后，VCM就成為一個(gè)最合適的方式，去驅(qū)動(dòng)這個(gè)鏡頭。這個(gè)VCM當(dāng)你的運(yùn)動(dòng)部分變得輕了以后，它就越接近于理想的線性的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候即使是開(kāi)環(huán)，它也能達(dá)到足夠的精度，如果有不同意見(jiàn)，稍候大家都還可以討論。

OIS模組這種架構(gòu)跟現(xiàn)有的模組比，光物料成本就提高很多，再加上良率問(wèn)題，使得成本居高不下。

我們?cè)谀＝M上有一顆OIS馬達(dá)，然后我們用一顆多軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器替換現(xiàn)有的AF驅(qū)動(dòng)器，這樣多軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器成本可以做到很低，通過(guò)I2C接口跟主機(jī)控制，所以我們傾向于把處理陀螺儀算法放在手機(jī)上。而這個(gè)模組就是響應(yīng)主機(jī)的信號(hào)，這種方式也可以用閉環(huán)的馬達(dá)，只要我們把多軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器變成是閉環(huán)的多軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，這樣拆成兩半處理，整個(gè)成本，還有行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，都可以比較順利的推進(jìn)。

我們談光學(xué)防抖，這個(gè)模組到底他的OIS性能多好？傳統(tǒng)方法是我們采用補(bǔ)償率的方法，但這種方式，在模組端比較難操作，不易計(jì)算不容易測(cè)量。我們提出了銳度法，銳度法看到的是一些黑白條文，在靜止?fàn)顟B(tài)下拍攝，通過(guò)看到下面對(duì)比灰度圖像，在條文邊緣具有很高的銳度值。在抖動(dòng)的模式下，圖像變得模糊了，當(dāng)我們抖動(dòng)的時(shí)候，把OIS開(kāi)啟，圖像又會(huì)變得清楚。但是黑和白的交界處的銳度值略有下降，大家可以看一下下部分的圖，它已經(jīng)不再那么銳利了，所以說(shuō)這個(gè)圖的斜率會(huì)有變化，所以我們用這個(gè)斜率，用第一幅圖的斜率，除以第二幅圖的斜率，也可以得到剛才所說(shuō)的補(bǔ)償率，而且這是一種很定量化的方法，很容易實(shí)現(xiàn)，這是現(xiàn)在向模組界推廣的一個(gè)技術(shù)之一。

最后談一下多軸馬達(dá)的功能。如果平移鏡頭，它可以動(dòng)態(tài)追拍，將對(duì)焦框中的圖像識(shí)別出來(lái)，當(dāng)物體移動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)焦框可以跟著這個(gè)物體動(dòng)，這樣我們就能實(shí)際上測(cè)量出這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度和方向。一旦拿到這個(gè)運(yùn)動(dòng)和方向，我們就可以利用平移式多軸馬達(dá)，在拍照的那一瞬間，去按照這個(gè)速度和方向，去移動(dòng)鏡頭。這是我們提供的一個(gè)解決方案，這已經(jīng)是我們一個(gè)專利技術(shù)。

很多模組廠避免鏡頭傾斜，因?yàn)闀?huì)影響圖像質(zhì)量。但是鏡頭的傾斜，能延伸出來(lái)一種叫移軸攝影，剛才錢總已經(jīng)詳細(xì)講過(guò)這個(gè)原理。如果在手機(jī)攝像頭里，馬達(dá)能令到鏡頭發(fā)生可控的傾斜。同時(shí)通過(guò)鏡頭傾斜，把鏡頭做成某個(gè)角度傾斜，它可以做到把近處物體和遠(yuǎn)處物體同時(shí)拍清楚。

我提出一個(gè)問(wèn)題，既然多軸馬達(dá)平移它可以有光學(xué)防抖，或者動(dòng)態(tài)追拍，傾斜又可以有其他應(yīng)用，我們能不能把平移和傾斜都做在一起？發(fā)明一個(gè)5軸對(duì)焦馬達(dá)，這個(gè)5軸對(duì)焦馬達(dá)就具有AF、X/Y平移，還有兩個(gè)自由度的傾斜，一共5個(gè)獨(dú)立自由度，如果我們有這么一顆馬達(dá)，我們就可以實(shí)現(xiàn)全部上述基于多軸馬達(dá)的攝影新技術(shù)。

因?yàn)閷?duì)用戶體驗(yàn)不懈追求，OIS光學(xué)防抖才引入到手機(jī)拍照中，通過(guò)光學(xué)防抖，我們就可以把多軸馬達(dá)進(jìn)行推廣和普及，多軸馬達(dá)普及又可以延伸出更多有意思的拍照技術(shù)，應(yīng)用在了手機(jī)里，就給我們帶來(lái)更豐富的拍照體驗(yàn)，所以我們的目標(biāo)，是最終超越消費(fèi)級(jí)的數(shù)碼相機(jī)的手機(jī)攝像。