手機相機如何減少手震影響?從鏡頭補償到感光元件位移
拍夜景時,手只是輕輕晃了一下,照片卻變得模糊;錄影走幾步,畫面也跟著上下跳動。手機相機中的防手震技術,就是為了減少這些晃動對影像造成的影響
OIS 透過移動鏡頭或感光元件補償相機晃動;EIS 透過影像處理穩定畫面;Sensor Shift 則是移動感光元件的 OIS 實作方式。三個名稱經常一起出現在手機規格中,但分別描述了不同層次的技術
OIS 光學防手震是什麼?
OIS 的英文是 Optical Image Stabilization,也就是光學影像穩定,常稱為「光學防手震」。當相機在曝光期間晃動,影像會在感光元件上移動,原本應該清楚的線條與細節就可能形成拖影
OIS 會利用陀螺儀等感測資訊偵測晃動,再由控制系統驅動致動器,調整鏡頭組或感光元件的位置,減少影像在曝光期間的偏移
常見應用包括手持夜景、低光源拍攝、長焦拍攝與錄影。它主要補償相機本身的晃動,效果仍受到補償行程、晃動頻率、快門時間及模組設計影響
OIS 與 EIS 有什麼差別?
EIS 的英文是 Electronic Image Stabilization,也就是電子防手震。它會利用影像或感測資訊估計畫面位移,再透過裁切、位置調整及影像變換等方式,讓輸出的畫面較穩定
OIS 在拍攝過程中調整光學成像的位置,EIS 則對影像進行處理。兩者可以搭配使用,實際啟用方式會依鏡頭、錄影模式與裝置設計而不同
| 比較項目 | OIS 光學防手震 | EIS 電子防手震 |
|---|---|---|
| 主要方式 | 移動鏡頭組或感光元件,補償相機晃動 | 透過影像處理,調整輸出畫面的構圖與位置 |
| 常見用途 | 拍照與錄影,尤其是手持、低光源及長焦情境 | 常見於錄影,用來穩定連續影格的畫面 |
| 畫面範圍 | 硬體補償本身不以數位裁切為主要手段 | 常需要預留畫面邊界,視野可能縮小 |
| 效果限制 | 受到機構行程、控制反應及晃動條件影響 | 受到預留邊界、演算法、畫面細節及曝光條件影響 |
因此,選擇防手震方式時,要一起考慮拍攝情境與整套影像系統。有 OIS 不等於每張照片都會清楚,啟用 EIS 也不等於畫質一定較差
Sensor Shift 運作原理:感光元件為什麼要移動?
在防手震功能中,Sensor Shift 指的是感光元件位移式防手震。它屬於 OIS,與鏡頭位移式 OIS 的差別,在於負責補償晃動的部件
鏡頭位移式 OIS
由致動器移動鏡頭組,調整光線成像的位置;感光元件相對模組保持固定
感光元件位移式 OIS
由致動器移動感光元件,使其位置配合影像偏移進行補償。部分設計也會加入旋轉補償,實際支援的軸向要依模組設計確認
防手震時,哪個部件在移動?
藍色:補償時移動的部件灰色:在圖示補償中不移動
鏡頭位移式 OIS
鏡頭組移動,調整成像位置
Sensor Shift OIS
感光元件移動,配合影像偏移
Sensor Shift 的名稱只說明移動了哪個部件。最終穩定效果還取決於鏡頭、感光元件、機構、控制系統與影像處理的配合,不能單靠名稱判定哪一支手機拍得更好
有防手震,照片為什麼還是模糊?
照片模糊有不同原因,處理方式也不相同。拍攝前,可以先觀察是整張畫面都晃,還是只有某個移動中的人或物體模糊
- 相機晃動:手持不穩或曝光時間較長,OIS 可以減少這類模糊;晃動過大時仍可能超出補償能力
- 被攝物移動:孩子跑動、球員揮拍或車輛經過,可能需要更快的快門與足夠光線;OIS 無法凍結被攝物的動作
- 對焦或鏡頭狀態:沒有對到主體、拍攝距離過近或鏡頭髒污,也可能讓照片不清楚,需要另外檢查
防手震模組,為什麼需要量測?
前面介紹的 OIS,透過移動鏡頭或感光元件來補償晃動。相機模組開發時,工程師還需要確認:部件是否移動到預定位置?移動過程中,有沒有出現不預期的傾斜或旋轉?因此,除了拍攝影像觀察防手震效果,也需要量測部件的實際動作
信裕提供的 OIS 模組量測設備
針對這類量測需求,信裕電業代理 Katsura Opto 5D/6D 感測器,可用於相機致動器的位置、變位與傾斜量測。其中,6D 另可量測旋轉角度,對應 Sensor Shift OIS 模組的研發與驗證需求
5D/MF-5570:位置、變位與傾斜量測
MF-5570-0002 的原廠開發背景來自手機 OIS 鏡頭致動器量測需求。它結合自動準直儀的角度量測、三角測量的變位量測,以及視覺式位置量測,取得 X、Y、Z、θX、θY 五個量測項目
6D/MS-2000:增加旋轉角度量測
MS-2000 的開發背景對應 Sensor Shift OIS 的量測需求,除了位置、變位與傾斜,也能量測旋轉角度 θ,適合需要同時觀察這些動作的模組驗證
| 量測項目 | 想確認的動作 |
|---|---|
| 位置 X、Y | 部件在量測平面內,沿 X、Y 方向的位置變化 |
| 變位 Z | 部件沿量測座標 Z 方向的位移 |
| 傾斜 θX、θY | 部件在兩個方向的傾斜變化 |
| 旋轉 θ(6D) | 部件在量測平面內的旋轉角度 |
座標方向需依設備與樣品安裝方式定義。這些資料反映部件的動作;防手震效果與畫質,仍需在指定晃動條件下搭配影像測試評估
5D 量測需搭配符合原廠要求的反射鏡,6D 則使用專用靶標。實際規劃時,要一起確認樣品尺寸、移動範圍、靶標安裝、治具與工作距離
進一步查看:Katsura Opto 5D/6D 量測產品、高速 5D 感測器 MF-5570、高速 6D 感測器 MS-2000
OIS 與相機模組量測常見問題
OIS 與 EIS 可以同時使用嗎?
可以。OIS 補償相機晃動,EIS 再利用影像處理穩定輸出畫面。實際搭配方式依裝置與拍攝模式而不同
Sensor Shift 一定比鏡頭位移式 OIS 好嗎?
防手震效果需要比較完整的機構、控制與影像系統,並在相同條件下測試。Sensor Shift 描述補償部件,不能單靠這個名稱判定效果
5D/6D 與手機標示的五軸防手震,是同一個意思嗎?
Katsura 的 5D/6D 指感測器可取得的五個或六個量測項目;手機的防手震軸數則描述其補償能力,兩者不能直接對應
Katsura 5D/6D 可以直接測出照片清不清楚嗎?
5D 量測位置、變位與傾斜,6D 再加入旋轉角度量測。照片清晰度及整機防手震效果,仍需要影像測試來評估
