数码单反相机CCD机械防抖技术及实现

    1 背景介绍

    为顺应市场及客户要求，很多生产厂家在数码单反相机中采用了 CCD 防抖系统（IS），以补正拍照时因为手部抖动引起相片模糊的不良。

    2 相机防抖原理

    2.1 光学防抖

    光学防抖系统由传感器、微处理器、补偿镜片控制组、驱动控制部分组成，镜头内传感器将检测到的镜头抖动及位移信号传至微处理器计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组根据镜头抖动方向及位移量加以补偿，从而有效克服因相机振动产生的影像模糊。

    优：补正效果好；劣：对于「上下」移动防抖有效，但「左右」摇晃似乎不太行！技术复杂，价格昂贵。

    2.2 电子防抖

    电子防抖通过提高感光度 (High ISO)来提高快门速度(减低曝光时间)，使快门速度超过安全快门来避免抖动。这种方法变化了快门速度，不仅能改善相机方面的抖动，也能对移动的物体进行更好的捕捉。

    优：技术比较简单，价格便宜；劣：噪音的增加对画质有较大影响，降低了 CCD 利用率，牺牲了 CCD Pixel 值；其次，对静态图像的帮助不大。

    2.3 CCD 机械防抖

    CCD 防抖是将感光元器件 CCD ( 或CMOS)放在一个可移动支架上来通过传感器感知相机抖动，由微处理器计算相应移动量并驱动 CCD 进行相应移动以达到防抖目的。目前, 一般相机的 CCD 防抖不是可以无限补偿，一般为 2~~3 级（以同只镜头来说，抗震级若为 3 级，则在 1/50 快门下拍出效果等同于 1/500 快门，即1/50、1/100、1/250、1/500 快门依序降 3 级)。

    特点：避免了光学防抖补偿方式带来的球差问题，同时解决了困扰单反交换镜头的诸多体积和由此带来的成像质量下降的各种问题。

    优：补正效果好，所有匹配镜头都能实现手振功能；劣：技术复杂，价格较贵。由于对应高精度结构要求使得相应的制造有一定难度并增加了机身成本。

    3 CCD 机械防抖原理

    CCD 被安装在可上下左右移动的支架上，当 CCD 机械防抖系统中的角速度传感器侦测到手持相机按压快门的抖动或旋转时，便将抖动的方向、速度、移动量信号放大后输入 CPU 处理，CPU 计算出需抵消抖动或旋转的 CCD 移动量再驱动 CCD 进行补正。

    通过对手部抖动进行定量分析，可以发现一般情况下手部抖动频率和偏移量分布中心为：手部抖动角度 0.03～0.5 度 手部抖动频率 3Hz～15Hz。在相机中为消除这种抖动造成的影响，CCD 必须向相机运动反方向移动以抵消这种偏移：先检测出手部抖动的变位量（旋转运动的变位量），相对于该变位量,算出像面移动了多少,发出驱动指令，将 CCD 驱动到新的像面位置。