解析光學防抖技術 算法及控制器性能突破為關鍵
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光學防抖控制器設計
另一光學防抖系統關鍵技術為控制器設計，微型相機模塊致動器大多采用音圈馬達，但其具有磁滯效應、磨擦和參數時變等非線性特性，因此在控制器設計上必須考慮到非線性特性與實現時的運算負載。模糊邏輯控制器(Fuzzy Logic Controller)由于有運算負載低、不需要精確的受控系統數學模型、架構易實現并能有效的補償微型致動器非線性等優(yōu)點，近年來，工研院南分院所開發(fā)的光學防抖系統，成功地利用模糊控制器驅動音圈馬達，藉以補償經由手抖動信號估測器算法計算出來的位移補償信號，達到防手抖效果。光學防抖系統如圖4所示。
圖4 光學防抖系統方塊圖
防手抖效能驗證
目前市面上的防手抖效能主要分為1～4級。一般而言，防手抖效能級數是以安全快門速度的倍率來估算，安全快門速度等于焦距長度分之一秒的快門時間，舉例來說，如果鏡頭的焦距是40毫米(mm)，那么安全快門的速度就是1/40秒，使用低于安全快門速度拍出清晰的影像，防手抖級數就是安全快門速度的倍率；如果以安全快門速度是1/40秒為例，防手抖效能四級即代表相機在(1/40)×2^4=1/2.5秒快門速度下仍然能拍下清晰的影像，而影像的清晰程度則可以藉由穩(wěn)定率(Stabilization Rate, SR)小于-15dB或ISO-12233，來鑒別影像銳利度(Image Sharpness)。
其中，穩(wěn)定率實驗主要是光學防抖系統在振動補償與無振動補償情況下，由固定快門時間條件決定拍攝測試目標，由拍攝照片上影像振動像素(高度)的比值來評定防手抖效能，穩(wěn)定率圖示說明請參考圖5所示。
圖5 防手抖穩(wěn)定率定義圖
OISOFF_S代表當光學防抖系統關閉且使用相機時，手產生抖動時所拍攝的影像像素(垂直高度)；OISON_S代表當光學防抖系統開啟，且手抖動產生時所拍攝的影像像素(垂直高度)；OISOFF_NS代表當光學防抖系統關閉，且無手抖動產生時，即為OIS系統靜止時拍攝的影像像素(垂直高度)。工研院南分院開發(fā)的適應性光學防抖系統已可達市售四級防手抖效能。
隨著MEMS慣性傳感器與手機相機模塊新設計微型相機模塊的發(fā)展，智能手機的動作感應與防手抖技術已日益重要。目前市面上微型相機模塊多以音圈馬達為主要致動器，隨著智能手機與慣性傳感器的技術發(fā)展，未來光學防抖技術將逐漸受到重視，將是市售高階智能手機的功能之一。
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