攝像頭AF技術(shù)

1、AF是什么是什么光學變焦和數(shù)碼變焦光學變焦和數(shù)碼變焦光學變焦：光學變焦：是通過鏡頭、物體和焦點三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當成像面在水平方向運動的時候，視覺和焦距就會發(fā)生變化，更遠的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進的感覺。數(shù)碼變焦：數(shù)碼變焦：也稱為數(shù)字變焦，數(shù)碼變焦是通過數(shù)碼相機內(nèi)的處理器，把圖片內(nèi)的每個像素面積增大，從而達到放大目的。這種手法如同用圖像處理軟件把圖片的面積改大，不過程序在數(shù)碼相機內(nèi)進行，把原來影像感應(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面放大到整個畫面。攝像頭模組的種類攝像頭模組的種類FF-Fix Focus:定焦鏡頭，是國內(nèi)目前用

2、的最多的攝像頭，用于30萬和130萬的手機產(chǎn)品。MF-Micro Focus:兩段手動變焦鏡頭，主要用于近景拍照，如帶有名片識別以及條形碼識別的手機上，用于130萬和200萬的手機產(chǎn)品。AF-Auto Focus:自動對焦鏡頭，主要用于高像素手機，同時具有MF的功能，用于200萬和300萬的手機產(chǎn)品。Zoom-Auto Zoom:自動數(shù)字對焦鏡頭，主要用于拍照手機，用于300萬以上的手機產(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“自動對焦自動對焦”模模 組組;(2)理念理念:遠景清楚，近景也要清楚，打造全程清晰的手機攝像遠景清楚，近

3、景也要清楚，打造全程清晰的手機攝像 模組模組; (3)技術(shù)技術(shù):音圈馬達由弗萊明左手定則：通過音圈導電后橫切割音圈馬達由弗萊明左手定則：通過音圈導電后橫切割 磁場的磁力線，從而產(chǎn)生一個帶動鏡頭向上的力。磁場的磁力線，從而產(chǎn)生一個帶動鏡頭向上的力。 通過這種直線運動的方式來達成驅(qū)動透鏡進行自動調(diào)通過這種直線運動的方式來達成驅(qū)動透鏡進行自動調(diào) 焦的一個目的。焦的一個目的。手機透鏡實現(xiàn)手機透鏡實現(xiàn)AF的方式的方式目前能夠?qū)崿F(xiàn)手機透鏡目前能夠?qū)崿F(xiàn)手機透鏡AF驅(qū)動的裝置包括驅(qū)動的裝置包括: 1.步進馬達步進馬達+連桿連桿+齒輪齒輪 方式驅(qū)動方式驅(qū)動 2.超聲波馬達超聲波馬達 方式驅(qū)動方式驅(qū)動 3.VCM

4、(音圈馬達音圈馬達) 方式驅(qū)動方式驅(qū)動 優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點技術(shù)成熟技術(shù)成熟尺寸比較大尺寸比較大,有機有機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格貴，結(jié)構(gòu)價格貴，結(jié)構(gòu)復雜復雜效率高效率高,結(jié)結(jié)構(gòu)簡單構(gòu)簡單.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)自動對焦模組的系統(tǒng)組成自動對焦模組的系統(tǒng)組成Lens鏡頭鏡頭VCM音圈馬音圈馬達達底座支架底座支架Sensor感光芯片感光芯片Driver IC驅(qū)動芯片驅(qū)動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模組拆解圖自動對焦原理自動對焦原理自動

5、對焦原理是通過微距離移動整個鏡頭自動對焦原理是通過微距離移動整個鏡頭(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,控制鏡頭焦距的長短控制鏡頭焦距的長短,而實現(xiàn)影像的清晰而實現(xiàn)影像的清晰線圈馬達的原理線圈馬達的原理弗萊明左手法則弗萊明左手法則 空間有磁場空間有磁場B,在橫切磁場的電線通電流在橫切磁場的電線通電流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)焦馬達種類調(diào)焦馬達種類AF: Auto Focus, 調(diào)焦馬達有音圈馬達、步進電機、液體鏡頭等調(diào)焦馬達有音圈馬達、步進電機、液體鏡頭等目前最常用的驅(qū)動機制是目前最常用的驅(qū)動機制是VCM (Voice Coil Motor即音圈馬達即音

6、圈馬達)。名詞解釋：名詞解釋：VCM (Voice Coil Motor) VCM (Voice Coil Motor) 音圈馬達音圈馬達 利用線圈產(chǎn)生磁場，利用線圈產(chǎn)生磁場，作用于永久磁鐵帶動鏡頭作用于永久磁鐵帶動鏡頭移動，從而改變焦距，使移動，從而改變焦距，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)有一個小型的強力磁場，通過Driver來控制VCM內(nèi)部線圈的電流而產(chǎn)生磁力方面作用力，從而帶動中間的lens，而形成自動對焦的效果。運行方式是：進入自動調(diào)焦模式后，Driver從0到最大值，使得鏡頭從原地移動到最大位移處，此時sensor成像面自動拍攝圖片并保存到DS

7、P內(nèi)，DSP通過這些圖片，計算每一幅圖片的MTF值，從而在這條MTF曲線中找到最大值，并通過算法，得到這個點對應(yīng)的電流大小，再一次指示Driver提供給音圈這個電流，而使鏡頭穩(wěn)定在這個成像面，使得達到自動變焦。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)動機制為VCM（Voice Coil Motor),采用的算法為“爬坡算法”，一般來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)缺點匯總的優(yōu)缺點匯總AF的優(yōu)點：的優(yōu)點： 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相對與相對與FF的缺點的缺點: 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)簡單其良率在由于結(jié)構(gòu)簡單其良率在98%以上以上; b.應(yīng)用應(yīng)用VCM技術(shù)的技術(shù)的AF模組比模組比FF價格要高價格要高: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馬達不需要需要驅(qū)動芯片不需要需要組裝成本簡單比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馬達的傳統(tǒng)馬達的傳統(tǒng)AF模組在跌落測試、壽命測模組在跌落測試、壽命測試等可靠性方面更是遠遠不如不帶任何可移動部件的試等可靠性方面更是遠遠不如不帶任何可移動部件的FF模組；模組； d.模組其他特點方面：模組其他特點方面：FF模組AF模組模組大小(無ISP)8 8* *8 8* *6 610*10*7對焦距離80cm-無窮遠可分別

10、對無窮遠及微距場景對焦清楚對焦時間無需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單更復雜，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的步驟可靠性沒有可移動件，可靠性高由于VCM馬達的存在，跌落測試是個困難點AF產(chǎn)品資源狀況產(chǎn)品資源狀況300300萬像素萬像素 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)MPA-608532AMustek（臺）554B貴鑫磁電（日）10*10TDK（日）10*10Seiko(精工，日）10*10德昌電機（港）10*10SHICOH（思考，日）1053/1046Driver ICADI（美）AD5820WLCSP/5398Fitipower（天鈺，臺）FT5508/5509DongWoon（動運國際，韓）DW9710SITI(點晶科技,臺)MD127Test System信統(tǒng)AF660(test item)MTF(Macro,Normal and Infinity)ShadingColorAF發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢小型化：小型化：模塊體積將會越來越小，以后的趨勢：10mm * 10mm (for M7 len