“TiltAC”图像防抖技术

双重影像稳定器与促动器,实现±6度抖动幅度
搭载于摄像机中消除画质劣化问题,实现防抖功能

本集团研发出了一款名为TiltAC(Tilt Actuator Control:倾斜驱动控制系统)的装置,在冲击或振动的环境中,使搭载该装置的设备回归静止状态。在搭载有该设备的可动构造中安装陀螺仪传感器,确保设备始终处于零输出的状态。也就是说,通过对促动器的精准控制使可动构造不出现倾斜位移(角速度),以确保装置处于初始状态。

TiltAC系统的构成

TiltAC集合了日本电产三协株式会社长期积累至今的精密伺服技术、VCM(Voice Coil Motor)技术等主打技术于一身。

采用了TiltAC技术的大角度抖动补偿机械结构(示意图)

例如,在TiltAC中安装小型摄像模组时,它可以大幅减轻机身摇晃或移动对拍摄造成的影响,从而拍摄出高画质的录像或静止图像,由此防抖照相机便成为现实。
数码相机、摄像机等家用产品中已存在各种防抖技术。最具代表性的有:移动镜头或CMOS传感器,使光轴保持在图像中心处的OIS(Optical Image Stabilizer)光学防抖方式与截取局部已拍摄的影像进行数码处理,以补偿抖动造成的不理想状态的EIS(Electronic Image Stabilizer)电子防抖方式等。
但是,这些现有技术中理论上存在着不可避免的画质劣化问题。以OIS光学防抖方式为例,由于镜头或CMOS传感器的位置关系会因抖动补偿而远离最佳状态,因此光学防抖尤其会对影像的边缘部分造成劣化(图像歪斜模糊)。另外,EIS电子防抖方式无法处理CMOS传感器原有的全部有效像素区域。总之,无论是OIS光学防抖方式,还是EIS电子防抖方式,就其实用性而言,这两种防抖方式仅局限于补偿因“手抖”等原因造成的倾斜位移为±1度左右的范围。

TiltAC相较于以上而言,由于能够保持并控制从镜头至CMOS传感器的整个摄像模组状态不变,因此,拍摄时即使对±6度抖动的大角度进行抖动补偿时,也可以使画质完好无损。

具体来说,TiltAC的该特性可以为我们带来哪些优势呢?比如,运动相机即使在晃动激烈的拍摄环境中,抖动补偿功能也依然可以有效发挥其作用。总而言之,TiltAC面向的是所有在动态拍摄中不具备防抖功能的相机。预计今后,TiltAC的应用将不仅局限于个人爱好及运动领域,在警卫或设备维护人员使用的可穿戴摄像机、监控摄像头等各种业务用途中的需求也将越来越广泛。

目标照相机领域的扩大。采用了TiltAC技术的照相机可以应对较大抖动角度及抖动频率。

 

虽然TiltAC完成了划时代的重大突破,但是换一种角度来看,正因为是市场中前所未有的新概念产品,我们才更需要将其应用价值向世间推广、渗透。然而,仅展示像促动器这种关键零部件优势的话,所产生的影响较小,对客户的吸引力也有限。


因此,日本电产三协计划将TiltAC技术以摄像机成品的形式投放市场,以验证大角度抖动补偿的效果。运动相机除了可以安装在自行车、摩托车上以外,还可以安装在机器人或车辆等载体中,使用范围十分广泛。并且今后,我们还考虑拓宽与IoT及可穿戴用途相符的产品阵容。

另外,现正在商品化的摄像机中采用的是以俯仰角(水平方向旋转)与偏航角(垂直方向旋转)2轴抖动补偿的TiltAC技术;下一步我们将着力研发能够对滚转角(光轴方向旋转)补偿的3轴抖动补偿的TiltAC技术。与此同时,还计划通过TiltAC技术与目前正在力图提高的坚固性所产生的乘法效应提高大角度抖动补偿技术的认知度。

此款TiltAC防抖系统中不仅可以搭载摄像模组,如果搭载激光模组或微波发生模组,则可以实现能将放射出的激光光束或微波波束以最弱的抖动幅度准确地瞄向较远的距离并发射的装置。TiltAC的应用领域不受任何局限,并将越来越广泛。

采用了TiltAC技术的大角度抖动补偿机械结构的视频。视频中可以看出在抖动或振动的环境下,影像中心没有任何晃动。

 

研发人员的讲解

TiltAC的最大特点在于对前所未有的±6度这一大角度的抖动幅度也可以进行补偿。但是,仅提供这一数据,恐怕客户无法想象具体能达到一种怎样的效果。因此,我专门试制了展示用的样机,以便在展览会中可以让客户更加直观地感受TiltAC所发挥的作用以及其防抖效果。

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