透鏡驅(qū)動(dòng)器AD9822用于改進(jìn)高分辨率照相模塊的性

引言
您可能知道您的照相手機(jī)內(nèi)有照相模塊；但是它可能已經(jīng)過(guò)時(shí)或者它并不是很昂貴，但它能夠拍照。如果您拍攝某位正在犯罪的人，但最終獲得的是模糊的圖像——不論是由于分辨率不夠、聚焦差或者曝光過(guò)程中的抖動(dòng)——這種照片無(wú)法被法庭采用。但通常來(lái)說(shuō)這種照相模塊的分辨率和性能改進(jìn)很快。在2000年三星公司發(fā)布了SCH-V200，這是一款30萬(wàn)像素的照相手機(jī)。在2003年NTT DoCoMo公司發(fā)布了1.3-MP P505iS，這是首款自動(dòng)聚焦130萬(wàn)像素照相手機(jī)。去年索尼愛(ài)立信公司發(fā)布了2-MP K750i，這是多數(shù)人認(rèn)可的首款自動(dòng)聚焦的200萬(wàn)像素真正照相手機(jī)。在2006年三星公司發(fā)布了SCH-B600，這是一款1000萬(wàn)像素的照相手機(jī)!

圖1. 到2008年照相手機(jī)和透鏡驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)預(yù)測(cè)

上述許多功能中的一個(gè)關(guān)鍵要素是能夠迅速地移動(dòng)透鏡以達(dá)到最佳聚焦。透鏡驅(qū)動(dòng)器能夠響應(yīng)數(shù)字控制信號(hào)提供適當(dāng)移動(dòng)透鏡的功率驅(qū)動(dòng)能力。下面我們將討論透鏡驅(qū)動(dòng)器的作用，介紹兩種有用的新產(chǎn)品，以及對(duì)市場(chǎng)中未來(lái)透鏡驅(qū)動(dòng)器的考慮。

圖2示出數(shù)碼相機(jī)（DSC）¹的通用框圖或信號(hào)鏈。經(jīng)過(guò)透鏡投射到CMOS或CCD（電源耦合器件）傳感器的圖像經(jīng)過(guò)掃描并且施加到模擬前端（AFE）²處理器³，AFE放大和調(diào)理原始視頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。例如，AD9822⁴是一款適合CCD圖像處理應(yīng)用的完整的14 bit模擬信號(hào)處理器，它的三通道體系結(jié)構(gòu)適合對(duì)彩色CCD陣列三路輸出進(jìn)行采樣和調(diào)理。一旦圖像被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，就可對(duì)它編輯、下載或存儲(chǔ)和進(jìn)一步處理以便適合照相機(jī)操作，例如γ校正、對(duì)閃光燈的靈敏度調(diào)整以及用于聚焦的透鏡驅(qū)動(dòng)。除了這些基本的功能單元，其它的傳感器可測(cè)量透鏡位置、光強(qiáng)、溫度、加速度和角速度（這些最終會(huì)影響圖像的穩(wěn)定性）——并且電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠控制快門、中性濾光片（NDF）、光圈和透鏡蓋。

照相手機(jī)與DSC
照相手機(jī)是當(dāng)今世界增長(zhǎng)最快的消費(fèi)類市場(chǎng)并且在今后幾年仍會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。這些模塊的尺寸和成本非常重要，但此外，用戶對(duì)真正照相機(jī)的性能要求越來(lái)越嚴(yán)格。事實(shí)上，新的照相手機(jī)和DSC之間的性能會(huì)聚幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)。

高分辨率DSC很容易以低成本提供，但是它的技術(shù)不能直接移植到手機(jī)上。為什么？它們的要求相當(dāng)不同。DSC的首要和最重要的功能是照相——而手機(jī)的主要功能是打電話。內(nèi)部包含的照相模塊是附加功能之一，但它不能大幅度地增加成本——或增大手機(jī)的體積。此外，對(duì)照相模塊有幾項(xiàng)功耗限制：大幅度減少通話時(shí)間的照相模塊從來(lái)都不會(huì)成功。

透鏡驅(qū)動(dòng)器
透鏡驅(qū)動(dòng)器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它可前后移動(dòng)透鏡組以調(diào)整分辨率通常大于兩百萬(wàn)象素的照相手機(jī)的聚焦和（或）放大倍率。

圖2. DSC信號(hào)鏈

較低分辨率的相機(jī)通常不需要自動(dòng)聚焦，因此它們不需要透鏡驅(qū)動(dòng)器。除了自動(dòng)聚焦外，一些較高分辨率的相機(jī)會(huì)使用透鏡驅(qū)動(dòng)器定位透鏡用于使圖像穩(wěn)定性。圖3示出透鏡驅(qū)動(dòng)器和其大部分可能的輸入和輸出。

圖3. 透鏡驅(qū)動(dòng)器大部分可能的輸入輸出

通常，DSC使用數(shù)字步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；步進(jìn)電機(jī)具有魯棒性，容易驅(qū)動(dòng)的特性，所以可用來(lái)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)聚焦（AF）和縮放透鏡