攝像頭AF技術(shù)

1、AF是什么是什么光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦光學(xué)變焦：光學(xué)變焦：是通過(guò)鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，視覺(jué)和焦距就會(huì)發(fā)生變化，更遠(yuǎn)的景物變得更清晰，讓人感覺(jué)像物體遞進(jìn)的感覺(jué)。數(shù)碼變焦：數(shù)碼變焦：也稱為數(shù)字變焦，數(shù)碼變焦是通過(guò)數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的處理器，把圖片內(nèi)的每個(gè)像素面積增大，從而達(dá)到放大目的。這種手法如同用圖像處理軟件把圖片的面積改大，不過(guò)程序在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)進(jìn)行，把原來(lái)影像感應(yīng)器上的一部份像素使用“插值”處理手段做放大，將影像感應(yīng)器上的像素用插值算法將畫(huà)面放大到整個(gè)畫(huà)面。攝像頭模組的種類攝像頭模組的種類FF-Fix Focus:定焦鏡頭，是國(guó)內(nèi)目前用

2、的最多的攝像頭，用于30萬(wàn)和130萬(wàn)的手機(jī)產(chǎn)品。MF-Micro Focus:兩段手動(dòng)變焦鏡頭，主要用于近景拍照，如帶有名片識(shí)別以及條形碼識(shí)別的手機(jī)上，用于130萬(wàn)和200萬(wàn)的手機(jī)產(chǎn)品。AF-Auto Focus:自動(dòng)對(duì)焦鏡頭，主要用于高像素手機(jī)，同時(shí)具有MF的功能，用于200萬(wàn)和300萬(wàn)的手機(jī)產(chǎn)品。Zoom-Auto Zoom:自動(dòng)數(shù)字對(duì)焦鏡頭，主要用于拍照手機(jī)，用于300萬(wàn)以上的手機(jī)產(chǎn)品。AF是什么是什么AF是什么是什么其英文為其英文為“Auto Focus”,可直接翻譯為可直接翻譯為“自動(dòng)對(duì)焦自動(dòng)對(duì)焦”模模 組組;(2)理念理念:遠(yuǎn)景清楚，近景也要清楚，打造全程清晰的手機(jī)攝像遠(yuǎn)景清楚，近

3、景也要清楚，打造全程清晰的手機(jī)攝像 模組模組; (3)技術(shù)技術(shù):音圈馬達(dá)由弗萊明左手定則：通過(guò)音圈導(dǎo)電后橫切割音圈馬達(dá)由弗萊明左手定則：通過(guò)音圈導(dǎo)電后橫切割 磁場(chǎng)的磁力線，從而產(chǎn)生一個(gè)帶動(dòng)鏡頭向上的力。磁場(chǎng)的磁力線，從而產(chǎn)生一個(gè)帶動(dòng)鏡頭向上的力。 通過(guò)這種直線運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)達(dá)成驅(qū)動(dòng)透鏡進(jìn)行自動(dòng)調(diào)通過(guò)這種直線運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)達(dá)成驅(qū)動(dòng)透鏡進(jìn)行自動(dòng)調(diào) 焦的一個(gè)目的。焦的一個(gè)目的。手機(jī)透鏡實(shí)現(xiàn)手機(jī)透鏡實(shí)現(xiàn)AF的方式的方式目前能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)透鏡目前能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)透鏡AF驅(qū)動(dòng)的裝置包括驅(qū)動(dòng)的裝置包括: 1.步進(jìn)馬達(dá)步進(jìn)馬達(dá)+連桿連桿+齒輪齒輪 方式驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng) 2.超聲波馬達(dá)超聲波馬達(dá) 方式驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng) 3.VCM

4、(音圈馬達(dá)音圈馬達(dá)) 方式驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)技術(shù)成熟技術(shù)成熟尺寸比較大尺寸比較大,有機(jī)有機(jī)械損失械損失聲音小聲音小,不不依靠電磁依靠電磁力力價(jià)格貴，結(jié)構(gòu)價(jià)格貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜效率高效率高,結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單構(gòu)簡(jiǎn)單.相比其他相比其他方式方式,耐沖耐沖擊性差擊性差一般一般CCM模組基本結(jié)構(gòu)模組基本結(jié)構(gòu)自動(dòng)對(duì)焦模組的系統(tǒng)組成自動(dòng)對(duì)焦模組的系統(tǒng)組成Lens鏡頭鏡頭VCM音圈馬音圈馬達(dá)達(dá)底座支架底座支架Sensor感光芯片感光芯片Driver IC驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)芯片輸出接口輸出接口AF產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成圖AF照相模組結(jié)構(gòu)組成圖VCM Motor結(jié)構(gòu)組成圖AF模組拆解圖自動(dòng)對(duì)焦原理自動(dòng)對(duì)焦原理自動(dòng)

5、對(duì)焦原理是通過(guò)微距離移動(dòng)整個(gè)鏡頭自動(dòng)對(duì)焦原理是通過(guò)微距離移動(dòng)整個(gè)鏡頭(而不是鏡頭內(nèi)的鏡片而不是鏡頭內(nèi)的鏡片)的位置的位置,控制鏡頭焦距的長(zhǎng)短控制鏡頭焦距的長(zhǎng)短,而實(shí)現(xiàn)影像的清晰而實(shí)現(xiàn)影像的清晰線圈馬達(dá)的原理線圈馬達(dá)的原理弗萊明左手法則弗萊明左手法則 空間有磁場(chǎng)空間有磁場(chǎng)B,在橫切磁場(chǎng)的電線通電流在橫切磁場(chǎng)的電線通電流I,電線產(chǎn)生向上方向的力電線產(chǎn)生向上方向的力F調(diào)焦馬達(dá)種類調(diào)焦馬達(dá)種類AF: Auto Focus, 調(diào)焦馬達(dá)有音圈馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)、液體鏡頭等調(diào)焦馬達(dá)有音圈馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)、液體鏡頭等目前最常用的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是目前最常用的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是VCM (Voice Coil Motor即音圈馬達(dá)即音

6、圈馬達(dá))。名詞解釋：名詞解釋：VCM (Voice Coil Motor) VCM (Voice Coil Motor) 音圈馬達(dá)音圈馬達(dá) 利用線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，利用線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，作用于永久磁鐵帶動(dòng)鏡頭作用于永久磁鐵帶動(dòng)鏡頭移動(dòng)，從而改變焦距，移動(dòng)，從而改變焦距，使使圖像清晰。圖像清晰。AF的工作原理的工作原理AF的工作原理：在支架內(nèi)有一個(gè)小型的強(qiáng)力磁場(chǎng)，通過(guò)Driver來(lái)控制VCM內(nèi)部線圈的電流而產(chǎn)生磁力方面作用力，從而帶動(dòng)中間的lens，而形成自動(dòng)對(duì)焦的效果。運(yùn)行方式是：進(jìn)入自動(dòng)調(diào)焦模式后，Driver從0到最大值，使得鏡頭從原地移動(dòng)到最大位移處，此時(shí)sensor成像面自動(dòng)拍攝圖片并保存到DS

7、P內(nèi)，DSP通過(guò)這些圖片，計(jì)算每一幅圖片的MTF值，從而在這條MTF曲線中找到最大值，并通過(guò)算法，得到這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流大小，再一次指示Driver提供給音圈這個(gè)電流，而使鏡頭穩(wěn)定在這個(gè)成像面，使得達(dá)到自動(dòng)變焦。AF與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)FF的比較的比較AF：Auto Focus，目前最常用的驅(qū)動(dòng)機(jī)制為VCM（Voice Coil Motor),采用的算法為“爬坡算法”，一般來(lái)講與我們接觸的傳統(tǒng)FF模組在結(jié)構(gòu)組成上有以下的不同：AF模組與模組與FF模組影響效果的比較模組影響效果的比較AF與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)FF的比較的比較Auto Focus的優(yōu)缺點(diǎn)匯總的優(yōu)缺點(diǎn)匯總AF的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 景深比較大，拍照的清晰范圍

8、很廣。景深比較大，拍照的清晰范圍很廣。 例如：在例如：在20CM及及60CM拍攝同一張拍攝同一張ISO12233 chart，AF模模組的解析力有組的解析力有1200TVline, 而相同像素的而相同像素的FF模組得到的解析力就模組得到的解析力就可能只有是可能只有是600TV line甚至更低。甚至更低。AF相對(duì)與相對(duì)與FF的的缺點(diǎn)缺點(diǎn): a.傳統(tǒng)應(yīng)用傳統(tǒng)應(yīng)用VCM技術(shù)的技術(shù)的AF模組良率較低模組良率較低,只有只有8090%,而而FF模組模組由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單其良率在由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單其良率在98%以上以上; b.應(yīng)用應(yīng)用VCM技術(shù)的技術(shù)的AF模組模組比比FF價(jià)格要高價(jià)格要高:FF 模組AF模組AF增加的

9、 成本感光芯片OV3632OV3632影像處理芯片OV620OV620鏡頭4P4PVCM馬達(dá)不需要需要驅(qū)動(dòng)芯片不需要需要組裝成本簡(jiǎn)單比FF高0.2$-0.5$良率成本高10%-20%額外良率損失AF與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)FF的比較的比較 c.可靠性方面可靠性方面,使用了使用了VCM馬達(dá)的傳統(tǒng)馬達(dá)的傳統(tǒng)AF模組在跌落測(cè)試、壽命測(cè)模組在跌落測(cè)試、壽命測(cè)試等可靠性方面更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如不帶任何可移動(dòng)部件的試等可靠性方面更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如不帶任何可移動(dòng)部件的FF模組；模組； d.模組其他特點(diǎn)方面：模組其他特點(diǎn)方面：FF模組AF模組模組大小(無(wú)ISP)8 8* *8 8* *6 610*10*7對(duì)焦距離80cm-無(wú)窮遠(yuǎn)可分別

10、對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)及微距場(chǎng)景對(duì)焦清楚對(duì)焦時(shí)間無(wú)需0.1s1.5s壓縮輸出可用可用防抖可用可用e. AF模組組裝與傳統(tǒng)模組組裝與傳統(tǒng)FF模組的比較：模組的比較：FF模組AF模組模組組裝困難度簡(jiǎn)單更復(fù)雜，有額外的組裝VCM的步驟模組組裝良率高由于VCM的組裝而導(dǎo)致額外的良率的損失模組組裝能力技術(shù)已成熟需要額外的組裝VCM的步驟可靠性沒(méi)有可移動(dòng)件，可靠性高由于VCM馬達(dá)的存在，跌落測(cè)試是個(gè)困難點(diǎn)AF產(chǎn)品資源狀況產(chǎn)品資源狀況300300萬(wàn)像素萬(wàn)像素 AFAF資源資源ComponentComponentVendorVendorProduct TypeProduct TypePricePriceSensorOVT3

11、640LensGeniusG8435Largan9411APowertipN/AHolderUnion Optech(聯(lián)合光電)OVT-M1019-00Geniusmatch TDK 10*10VCM MotorArima(華宇，臺(tái))MPA-608532AMustek（臺(tái)）554B貴鑫磁電（日）10*10TDK（日）10*10Seiko(精工，日）10*10德昌電機(jī)（港）10*10SHICOH（思考，日）1053/1046Driver ICADI（美）AD5820WLCSP/5398Fitipower（天鈺，臺(tái)）FT5508/5509DongWoon（動(dòng)運(yùn)國(guó)際，韓）DW9710SITI(點(diǎn)晶科技,臺(tái))MD127Test System信統(tǒng)AF660(test item)MTF(Macro,Normal and Infinity)ShadingColorAF發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)小型化：小型化：模塊體積將會(huì)越來(lái)越小，以后的趨勢(shì)：10mm * 10mm (for M7 len