洪航慶 陳泰

這兩年，雙攝像頭技術(shù)發(fā)展非?？臁?shí)際上，市場上最早推出的雙攝頭是HTC的雙攝模組，但是當(dāng)年并沒有形成特別好的市場反響。雖然現(xiàn)在有幾家手機(jī)廠商推出了雙攝，但是目前最頭疼的問題是成品率，這直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本和用戶體驗(yàn)。

從專業(yè)角度來講，在制造過程中，如何保障兩個(gè)圖像傳感器的復(fù)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(duì)成品率來講至關(guān)重要。

兩大挑戰(zhàn)

從產(chǎn)品角度來看，雙攝像頭的解決方案技術(shù)難度非常高。

目前，兩個(gè)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(gè)非常有難度，即使現(xiàn)在的最先進(jìn)的AA制程技術(shù)（Active Alignment，即主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)）也很難完全解決這個(gè)問題。

更重要的問題在于，雙攝頭量產(chǎn)主要面臨兩個(gè)挑戰(zhàn)。首先是磁干擾問題，傳統(tǒng)方式的攝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。

目前只有移軸式的光學(xué)防抖系統(tǒng)是比較好的解決方案。主要因?yàn)槠浯判圆考潭ㄔ谕鈬?，移?dòng)部件只有鏡頭、鏡頭座及線圈，把其他磁場對(duì)中心移動(dòng)部件的磁性干擾降到最低。

第二個(gè)問題是角度誤差問題。移軸式的光學(xué)防抖技術(shù)采用的是獨(dú)特的可傾斜方案。能夠控制線性運(yùn)動(dòng)方向，即X方向、Y方向、還有Z方向（就是自動(dòng)對(duì)焦）。另外還能夠控制兩個(gè)角度方向，即起伏角和偏擺角，可以高頻實(shí)時(shí)抑制來自于陀螺儀檢測出的五個(gè)自由度方向的抖動(dòng)。

從實(shí)際情況來看，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。在裝配過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的誤差，都會(huì)導(dǎo)致最終的角度誤差。如圖1所示，每一個(gè)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(gè)精度遠(yuǎn)高于普通AF馬達(dá)的光軸偏移量。

精度與良率“雙豐收”

作為業(yè)內(nèi)標(biāo)桿，蘋果也在準(zhǔn)備雙攝頭手機(jī)，雙攝頭肯定會(huì)成為一個(gè)手機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢和賣點(diǎn)。

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)特有的景深模式、廣角模式等功能，其算法也可以燒錄在整個(gè)模組的驅(qū)動(dòng)芯片里，從而提供一整套的解決方案。

移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)結(jié)構(gòu)是磁性部件在四個(gè)邊角，跟外殼粘接在一起。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可將兩個(gè)模組放置0.05毫米的距離，自動(dòng)對(duì)焦及光學(xué)防抖功能仍可以正常工作，絲毫不受影響，這是普通攝像頭模組無法達(dá)到的。

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，這同時(shí)包括了防抖和自動(dòng)對(duì)焦功能，比傳統(tǒng)模組厚度低30%。針對(duì)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毫米，寬7.5毫米，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)。

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。

同時(shí)，移軸式光學(xué)防抖馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)三維空間對(duì)焦。在這種場景下，傳統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦近點(diǎn)，遠(yuǎn)點(diǎn)就模糊，對(duì)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(shí)都清楚。這種三維對(duì)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，愛佩儀的方案可以保證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(gè)可以做很多的應(yīng)用。

移軸式馬達(dá)獨(dú)有的快速對(duì)焦算法，可以在六毫秒內(nèi)把鏡頭穩(wěn)定移動(dòng)30微米的距離。每個(gè)模組的驅(qū)動(dòng)IC都封裝了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)算法，這樣手機(jī)廠商只需給一個(gè)簡單的指令，就可以實(shí)現(xiàn)快速對(duì)焦功能。比普通的對(duì)焦馬達(dá)使用起來方便很多并且對(duì)焦速度快很多。

2014年下半年，PDAF技術(shù)給市場注入新的活力。但從2015年用戶的使用來看，用PDAF拍照的最大問題是在低照度或夜間，它的自動(dòng)對(duì)焦容易失效。但借助光學(xué)防抖可以有效地提升PDAF對(duì)焦的成功率，使低照度或夜間拍照達(dá)到極致效果。

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)償特性可以大大提高雙攝模組的裝配精度，提高良品率及圖像合成的精度。最終給用戶帶來高品質(zhì)的圖像質(zhì)量及用戶體驗(yàn)。