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华为、苹果、诺基亚强势围观,五轴光学防抖妙解双摄难题

这是一家什么公司?如此神奇的技术,让手机界大佬为之着迷?在MWC2016上,几乎所有手机公司都去观看了,包括苹果、微软(诺基亚)、三星等,华为就过去过几波人观看…

原标题:APP公司震惊苹果华为,五轴光学防抖完美解决双摄难题!5Svesmc

前不久我在巴塞罗那世界无线通信展(MWC)期间,发了两段小视频,在微博上引起轰动,展会上有一家叫爱佩仪(英文名为AP Photonics,缩写APP,千万不要误解成APP应用公司哈)的公司,展示了他的奇妙的光学防抖和抗磁场干扰技术,比对的标的是苹果最新的iPhone6s plus。视频中,苹果手机在抖动环境下画面不断的“跳着舞”,而他们的DEMO手机画面几乎丝毫不动。另一幅视频,是在一个小磁钉的干扰下,苹果手机的画面也不断的跳舞,他们的手机画面,则几乎纹丝不动。这两个现场的演示,吸引了众多从他们展位来往的人群,尽管他们是第一次参展,在一号馆的一个角落里。几乎所有手机公司都去观看了,包括苹果、微软(诺基亚)、三星等,华为就过去过几波人观看,最后一波是华为BG总裁余承东亲自带队去看的,APP公司的CEO洪航庆透露,余承东现场表示了相当的兴趣,下面有余总认真学习的宝贵照片哈,其它厂商观摩的照片我就不帖了。(大家可以看巴塞罗那展期间我微博上发的视频,2月24日,25日)这里先贴几张现场图。
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图题:在强抖动下,苹果的iphone6s plus画面抖动厉害,但是爱佩仪公司的DEMO画面几乎丝毫不动。5Svesmc

20160311-EM-APP-1图题:华为余承东亲自到APP展台学习观看,十分感兴趣。5Svesmc

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图题:微软诺基亚的负责人也来展台观看5Svesmc

并且据介绍,水果公司也很感兴趣,已经派人来看过两次了。5Svesmc

这是一家什么公司?如此神奇的技术,让手机界大佬为之着迷?答案是,它的独有的光学防抖技术能够解决目前双摄像头的最大的难题,而双摄像头正是传说中苹果和华为下一代旗舰手机的“黑科技”。但是现在双摄像遇到了一些麻烦,需要“更黑的科技”来解决,下面让我们看一下,双摄像遇到了什么难题?爱佩仪公司是如何解决的。5Svesmc

爱佩仪公司打动手机界大佬的“黑科技”

爱佩仪公司CEO洪航庆介绍,实际上,市场上最早推出的双摄像头是HTC的双摄模组,由于一些技术问题,当年并没有形成特别好的市场反响。虽然现在也有几家手机厂商推出了双摄,但是面临着最头疼的成品率问题,这直接影响了产品的成本和用户体验。5Svesmc

从专业角度来讲,在制造过程中,如何保障两个图像传感器的复合平面度误差小于一定范围,两个镜头的光轴趋于平行,这对成品率来讲至关重要。两个镜头的轴向安装角度误差必须控制在0.3度以内,距离精度控制在0.05毫米以内,这个非常有难度,即使现在的最先进的AA制程也很难完全解决这个问题。5Svesmc

除此之外,要在双摄像头实现更高级AF/OIS功能,则不可避免的要解决另一个难题:磁干扰问题,传统方式的AF/OIS摄像头模组抗磁干扰能力非常弱。两个摄像头模组必须保持一定距离,才能正常工作。而这常常不能满足手机设计的要求。5Svesmc

爱佩仪(APP)研发的移轴式光学防抖技术近乎完美的解决了双摄模组所面临这两个难题。我们先来看看他是如何工作的。5Svesmc

先简单介绍一下这家神秘的公司:AP Photonics Limited(爱佩仪)为美国跨国公司AP集团成员之一,而AP集团成立于1984年,在美国的航空及工业领域提供光学/激光相关的产品与服务,是美国很多航空及工业领域重要客户的供应商,这里不方便透露,但值得一提的是,他们积累了十分牛逼的专利技术与算法。而APP公司则是他们近年成立的专注于面向民用和消费者应用提供光学技术与产品,手机、汽车、安防等等都是这个APP公司瞄准的目标。5Svesmc

现在切入正题,他们是如何实现这么牛的“光学防抖”技术的呢?

简单的说,洪航庆介绍,他们的“移轴式的光学防抖技术”可以从五个维度控制镜头。既可以分别控制线性运动X方向、Y方向和Z方向(自动对焦),还能够控制两个角度方向,即起伏角和偏摆角。这种很高频的镜头控制一方面可以实现自动对焦,并实时抑制来自于陀螺仪检测出的五个自由度方向的抖动,另一方面也可以用来补偿生产工艺所带来的误差。5Svesmc

移轴式马达通过轻巧结构设计,最大限度的降低了移动部件的重量。从而也带来了三个好处:5Svesmc

a) 功耗低5Svesmc

因为马达在光学防抖时需要快速挪动移动部件,轻的移动部件无疑需要较小的能量。实测证明爱佩仪光学防抖马达,做防抖动作时只需要20mw的功耗。5Svesmc

b) 响应速度快5Svesmc

实验证明爱佩仪光学防抖马达在车载、无人机等高频震动下,仍然可以获得稳定清晰的图像。5Svesmc

c) 防抖精度高5Svesmc

由于马达响应速度快,在随动过程中,可以实现更小的滞后时间,从而获得更高防抖精度。5Svesmc

x20160308-APP-3移轴式双摄光学防抖马达5Svesmc

从目前来讲,移轴式可以实现全球最小的光学防抖马达系统。1600万像素的马达的外围尺寸是长度9.5毫米,宽度9.5毫米,厚度仅3.9毫米,这是同时包括了防抖和自动对焦功能,比传统模组厚度低30%。针对500万像素的分辨率,移轴式光学防抖马达的外围尺寸是长7.5,宽7.5,高3.3毫米。这是目前世界上尺寸最小的光学防抖马达。5Svesmc

如何解决双摄像头目前遇见的两大难题?

洪航庆介绍,目前双摄相存在两大难点。从专业角度来讲,在制造过程中,如何保障两个图像传感器的复合平面度误差小于一定范围,两个镜头的光轴趋于平行,这对成品率来讲至关重要。两个镜头的轴向安装角度误差必须控制在0.3度以内,距离精度控制在0.05毫米以内,这个非常有难度,即使现在的最先进的AA制程也很难完全解决这个问题。5Svesmc

除此之外,要在双摄像头实现更高级AF/OIS功能,则不可避免的要解决另一个难题:磁干扰问题,传统方式的AF/OIS摄像头模组抗磁干扰能力非常弱。两个摄像头模组必须保持一定距离,才能正常工作。而这常常不能满足手机设计的要求。5Svesmc

下面让我们来看看这种移轴式光学防抖马达系统是如何解决双摄模组所面临的两个难题。5Svesmc

首先,针对双摄像头光轴平行角度误差问题。从目前来看,双摄模组加工良率低的主要原因是两个镜头的光轴角度误差。在装配过程中,任何一个环节的误差,都会导致最终的角度误差。如图所示,每一个模组的角度误差都是随机的,最终影响算法精度及合成图像的质量。然而采用移轴式光学防抖马达,可以通过后标定加角度补偿,大大提高生产的精度及良品率。最终镜头的角度误差可以控制在0.01度以内,这个精度远高于普通AF马达的光轴偏移量。5Svesmc

x20160308-APP-4双摄像头模组光轴角度误差5Svesmc

x20160308-APP-5移轴式双摄像头模组补偿后5Svesmc

其次,移轴式的光学防抖马达对磁干扰问题也有比较好的解决方案。主要因为移轴式光学防抖马达结构是磁性部件在四个角落,跟外壳粘接在一起。而移动部件只有线圈、镜头和镜头座(无磁石)。另外在马达外围包有一层金属导磁材料,从而把其他磁场对中心移动部件的磁力干扰降到最低。通过实验验证,即使将两个模组放置0.5毫米的距离,自动对焦及光学防抖功能仍可以正常工作,丝毫不受影响,这是平移式光学防抖摄像头模组无法达到的。5Svesmc

x20160308-APP-6移轴式的光学防抖镜头剖面示意图5Svesmc

移轴式光学防抖马达的抗磁干扰特性及多维度空间补偿特性可以大大提供双摄模组的装配精度,提高良品率及图像合成的精度。最终将给用户带来高品质的图像质量及用户体验。5Svesmc

APP技术还可以实现完美“三维空间对焦”

除此之外,在实际应用当中,移轴式光学防抖模组还可以利用其微机电结构实现特有的广角模式,景深模式等功能,其算法也可以烧录在整个模组的驱动芯片里,从而提供一整套的解决方案。5Svesmc

x20160308-APP-7移轴式双摄马达的广角模式5Svesmc

基于移轴式光学防抖马达还可以实现特有的广角功能。通过倾斜镜头能够调整双摄的视角,从而拼接出更大的具有广角效果的相片。5Svesmc

20160311-EM-APP-85Svesmc

同时,移轴式光学防抖马达可以实现三维空间对焦。在这种场景下,传统的镜头对焦近点,远点就模糊,对焦远点,近点就模糊。而基于移轴式马达,可以做到近点和远点同时都清楚。这种三维对焦功能是在同一套模组里实现的,而且不是通过软件。如果一秒拍30帧,这个方案可以保证30帧画面都是清楚的。这是移轴式马达独有的技术,基于这个可以做很多的应用。5Svesmc

移轴式马达独有的快速对焦算法,可以在六毫秒内把镜头稳定的移动30微米的距离。每个模组的驱动IC都封装了相应的驱动算法,这样手机厂商只需给一个简单的指令,就可以实现快速对焦功能。比普通的对焦马达使用起来方便很多并且对焦速度快很多。5Svesmc

也许,您还可以基于他们的技术,开拓出其它意想不到的应用,这是真正的“黑科技”!5Svesmc

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