原標(biāo)題:APP公司震驚蘋果華為,五軸光學(xué)防抖完美解決雙攝難題!jzNesmc
前不久我在巴塞羅那世界無線通信展(MWC)期間,發(fā)了兩段小視頻,在微博上引起轟動,展會上有一家叫愛佩儀(英文名為AP Photonics,縮寫APP,千萬不要誤解成APP應(yīng)用公司哈)的公司,展示了他的奇妙的光學(xué)防抖和抗磁場干擾技術(shù),比對的標(biāo)的是蘋果最新的iPhone6s plus。視頻中,蘋果手機(jī)在抖動環(huán)境下畫面不斷的“跳著舞”,而他們的DEMO手機(jī)畫面幾乎絲毫不動。另一幅視頻,是在一個小磁釘?shù)母蓴_下,蘋果手機(jī)的畫面也不斷的跳舞,他們的手機(jī)畫面,則幾乎紋絲不動。這兩個現(xiàn)場的演示,吸引了眾多從他們展位來往的人群,盡管他們是第一次參展,在一號館的一個角落里。幾乎所有手機(jī)公司都去觀看了,包括蘋果、微軟(諾基亞)、三星等,華為就過去過幾波人觀看,最后一波是華為BG總裁余承東親自帶隊(duì)去看的,APP公司的CEO洪航慶透露,余承東現(xiàn)場表示了相當(dāng)?shù)呐d趣,下面有余總認(rèn)真學(xué)習(xí)的寶貴照片哈,其它廠商觀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(xiàn)場圖。
圖題:在強(qiáng)抖動下,蘋果的iphone6s plus畫面抖動厲害,但是愛佩儀公司的DEMO畫面幾乎絲毫不動。jzNesmc
圖題:華為余承東親自到APP展臺學(xué)習(xí)觀看,十分感興趣。jzNesmc
圖題:微軟諾基亞的負(fù)責(zé)人也來展臺觀看jzNesmc
并且據(jù)介紹,水果公司也很感興趣,已經(jīng)派人來看過兩次了。jzNesmc
這是一家什么公司?如此神奇的技術(shù),讓手機(jī)界大佬為之著迷?答案是,它的獨(dú)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中蘋果和華為下一代旗艦手機(jī)的“黑科技”。但是現(xiàn)在雙攝像遇到了一些麻煩,需要“更黑的科技”來解決,下面讓我們看一下,雙攝像遇到了什么難題?愛佩儀公司是如何解決的。jzNesmc
愛佩儀公司打動手機(jī)界大佬的“黑科技”
愛佩儀公司CEO洪航慶介紹,實(shí)際上,市場上最早推出的雙攝像頭是HTC的雙攝模組,由于一些技術(shù)問題,當(dāng)年并沒有形成特別好的市場反響。雖然現(xiàn)在也有幾家手機(jī)廠商推出了雙攝,但是面臨著最頭疼的成品率問題,這直接影響了產(chǎn)品的成本和用戶體驗(yàn)。jzNesmc
從專業(yè)角度來講,在制造過程中,如何保障兩個圖像傳感器的復(fù)合平面度誤差小于一定范圍,兩個鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來講至關(guān)重要。兩個鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以內(nèi),距離精度控制在0.05毫米以內(nèi),這個非常有難度,即使現(xiàn)在的最先進(jìn)的AA制程也很難完全解決這個問題。jzNesmc
除此之外,要在雙攝像頭實(shí)現(xiàn)更高級AF/OIS功能,則不可避免的要解決另一個難題:磁干擾問題,傳統(tǒng)方式的AF/OIS攝像頭模組抗磁干擾能力非常弱。兩個攝像頭模組必須保持一定距離,才能正常工作。而這常常不能滿足手機(jī)設(shè)計(jì)的要求。jzNesmc
愛佩儀(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難題。我們先來看看他是如何工作的。jzNesmc
先簡單介紹一下這家神秘的公司:AP Photonics Limited(愛佩儀)為美國跨國公司AP集團(tuán)成員之一,而AP集團(tuán)成立于1984年,在美國的航空及工業(yè)領(lǐng)域提供光學(xué)/激光相關(guān)的產(chǎn)品與服務(wù),是美國很多航空及工業(yè)領(lǐng)域重要客戶的供應(yīng)商,這里不方便透露,但值得一提的是,他們積累了十分牛逼的專利技術(shù)與算法。而APP公司則是他們近年成立的專注于面向民用和消費(fèi)者應(yīng)用提供光學(xué)技術(shù)與產(chǎn)品,手機(jī)、汽車、安防等等都是這個APP公司瞄準(zhǔn)的目標(biāo)。jzNesmc
現(xiàn)在切入正題,他們是如何實(shí)現(xiàn)這么牛的“光學(xué)防抖”技術(shù)的呢?
簡單的說,洪航慶介紹,他們的“移軸式的光學(xué)防抖技術(shù)”可以從五個維度控制鏡頭。既可以分別控制線性運(yùn)動X方向、Y方向和Z方向(自動對焦),還能夠控制兩個角度方向,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(xiàn)自動對焦,并實(shí)時抑制來自于陀螺儀檢測出的五個自由度方向的抖動,另一方面也可以用來補(bǔ)償生產(chǎn)工藝所帶來的誤差。jzNesmc
移軸式馬達(dá)通過輕巧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最大限度的降低了移動部件的重量。從而也帶來了三個好處:jzNesmc
a) 功耗低jzNesmc
因?yàn)轳R達(dá)在光學(xué)防抖時需要快速挪動移動部件,輕的移動部件無疑需要較小的能量。實(shí)測證明愛佩儀光學(xué)防抖馬達(dá),做防抖動作時只需要20mw的功耗。jzNesmc
b) 響應(yīng)速度快jzNesmc
實(shí)驗(yàn)證明愛佩儀光學(xué)防抖馬達(dá)在車載、無人機(jī)等高頻震動下,仍然可以獲得穩(wěn)定清晰的圖像。jzNesmc
c) 防抖精度高jzNesmc
由于馬達(dá)響應(yīng)速度快,在隨動過程中,可以實(shí)現(xiàn)更小的滯后時間,從而獲得更高防抖精度。jzNesmc
移軸式雙攝光學(xué)防抖馬達(dá)jzNesmc
從目前來講,移軸式可以實(shí)現(xiàn)全球最小的光學(xué)防抖馬達(dá)系統(tǒng)。1600萬像素的馬達(dá)的外圍尺寸是長度9.5毫米,寬度9.5毫米,厚度僅3.9毫米,這是同時包括了防抖和自動對焦功能,比傳統(tǒng)模組厚度低30%。針對500萬像素的分辨率,移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)的外圍尺寸是長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(dá)。jzNesmc
如何解決雙攝像頭目前遇見的兩大難題?
洪航慶介紹,目前雙攝相存在兩大難點(diǎn)。從專業(yè)角度來講,在制造過程中,如何保障兩個圖像傳感器的復(fù)合平面度誤差小于一定范圍,兩個鏡頭的光軸趨于平行,這對成品率來講至關(guān)重要。兩個鏡頭的軸向安裝角度誤差必須控制在0.3度以內(nèi),距離精度控制在0.05毫米以內(nèi),這個非常有難度,即使現(xiàn)在的最先進(jìn)的AA制程也很難完全解決這個問題。jzNesmc
除此之外,要在雙攝像頭實(shí)現(xiàn)更高級AF/OIS功能,則不可避免的要解決另一個難題:磁干擾問題,傳統(tǒng)方式的AF/OIS攝像頭模組抗磁干擾能力非常弱。兩個攝像頭模組必須保持一定距離,才能正常工作。而這常常不能滿足手機(jī)設(shè)計(jì)的要求。jzNesmc
下面讓我們來看看這種移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)系統(tǒng)是如何解決雙攝模組所面臨的兩個難題。jzNesmc
首先,針對雙攝像頭光軸平行角度誤差問題。從目前來看,雙攝模組加工良率低的主要原因是兩個鏡頭的光軸角度誤差。在裝配過程中,任何一個環(huán)節(jié)的誤差,都會導(dǎo)致最終的角度誤差。如圖所示,每一個模組的角度誤差都是隨機(jī)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(dá),可以通過后標(biāo)定加角度補(bǔ)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度以內(nèi),這個精度遠(yuǎn)高于普通AF馬達(dá)的光軸偏移量。jzNesmc
雙攝像頭模組光軸角度誤差jzNesmc
移軸式雙攝像頭模組補(bǔ)償后jzNesmc
其次,移軸式的光學(xué)防抖馬達(dá)對磁干擾問題也有比較好的解決方案。主要因?yàn)橐戚S式光學(xué)防抖馬達(dá)結(jié)構(gòu)是磁性部件在四個角落,跟外殼粘接在一起。而移動部件只有線圈、鏡頭和鏡頭座(無磁石)。另外在馬達(dá)外圍包有一層金屬導(dǎo)磁材料,從而把其他磁場對中心移動部件的磁力干擾降到最低。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,即使將兩個模組放置0.5毫米的距離,自動對焦及光學(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)防抖攝像頭模組無法達(dá)到的。jzNesmc
移軸式的光學(xué)防抖鏡頭剖面示意圖jzNesmc
移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)的抗磁干擾特性及多維度空間補(bǔ)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。最終將給用戶帶來高品質(zhì)的圖像質(zhì)量及用戶體驗(yàn)。jzNesmc
APP技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)完美“三維空間對焦”
除此之外,在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,移軸式光學(xué)防抖模組還可以利用其微機(jī)電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)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模組的驅(qū)動芯片里,從而提供一整套的解決方案。jzNesmc
移軸式雙攝馬達(dá)的廣角模式jzNesmc
基于移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)還可以實(shí)現(xiàn)特有的廣角功能。通過傾斜鏡頭能夠調(diào)整雙攝的視角,從而拼接出更大的具有廣角效果的相片。jzNesmc
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同時,移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)三維空間對焦。在這種場景下,傳統(tǒng)的鏡頭對焦近點(diǎn),遠(yuǎn)點(diǎn)就模糊,對焦遠(yuǎn)點(diǎn),近點(diǎn)就模糊。而基于移軸式馬達(dá),可以做到近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)同時都清楚。這種三維對焦功能是在同一套模組里實(shí)現(xiàn)的,而且不是通過軟件。如果一秒拍30幀,這個方案可以保證30幀畫面都是清楚的。這是移軸式馬達(dá)獨(dú)有的技術(shù),基于這個可以做很多的應(yīng)用。jzNesmc
移軸式馬達(dá)獨(dú)有的快速對焦算法,可以在六毫秒內(nèi)把鏡頭穩(wěn)定的移動30微米的距離。每個模組的驅(qū)動IC都封裝了相應(yīng)的驅(qū)動算法,這樣手機(jī)廠商只需給一個簡單的指令,就可以實(shí)現(xiàn)快速對焦功能。比普通的對焦馬達(dá)使用起來方便很多并且對焦速度快很多。jzNesmc
也許,您還可以基于他們的技術(shù),開拓出其它意想不到的應(yīng)用,這是真正的“黑科技”!jzNesmc