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比较数码相机三大防抖效果

缓解抖动这个问题的常规办法是使用较高的快门速度,但 在曝光时间较长的拍摄中,因把持不稳。相机振动造成的图像 模糊问题始终都非常严重。对拍摄技巧精湛的专业人员来说, 这也许算不上大问题,再说专业单反相机拥有更快的快门速 度,手持抖动的影响甚小。但对多数普通消费者来说,相机本 身的快门指标显然无法同专业产品比拟,拍摄抖动现象很难避 免。
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装置,因此在过去镜筒总是很大。 松下FZ20采用的是MEGA O I.S(MEGA Optical Image
Stabilizer)防抖动技术,即通过镜片的移动来降低手持相机产 生的轻微振动。这也是其他防抖动相机所普遍采用的方式。当 然,即使同为“镜片”防抖动技术,各个厂商均有自己的绝招, 松下FZ20是利用电磁技术将镜片悬浮起来,利用传感器感知 振动的方向,然后驱动镜片作出位移补偿。测试人员在FZ20 的“稳定器”菜单中找到了MODEl和MODE2两项,MODEl 为实时开启,MODE2是仅在按下快门释放钮时才开启,用户 可针对相机的电能状况来进行选择。经过实际使用,测试人员 发现MODEl模式更加好用,即便降低2—3档快门速度,也 可获得较高的成功率。当然这与拍摄者持机姿势和稳定能力有 关,总体防抖效果与柯尼卡美能达Z3不分伯仲。
基座。压电元件的工作原理就是承受压力时会产生电压,如同
电子打火机,用产生的电压来产生火花。当电压施/]ll至I压电元
件,就会产生膨胀,电压消失,该元件会恢复原状。CCD基 座的移动就是靠压电元件的膨胀,当压电元件恢复原状,CCD
基座就停止移动。要想让CCD基座向相反方向移动。就需要
另外一个压电元件。这样的机构可以非常快速机防抖技术主要分为三大类, 以佳能、松下为首的光学防抖动技术,以奥林巴斯、尼康为首 的电子防抖动技术,还有柯尼卡美能达独家的机身防抖动技 术。
万方数据
1.光学防抖动技术 松下数码相机在长焦和光学防抖方面的表现有目共睹。 松下的光学防抖称为0 S(0ptical Image Stabilizer),它是依 靠磁力包襄悬浮镜头来实现防振功能的,配备的特殊运动传感 器可以探知拍摄时轻微的手部抖动,从而进行快速连续的相应 补偿来减弱抖动对拍摄的干扰。打开光学抖动补偿功能后,即 便快门的速度降低2~3档仍可以正常拍摄,而且目前这一技 术已经克服了过去镜筒很大的缺点,通过改进透镜等方法使得 配备了0 S防抖系统的相机一样可以袖珍苗条。 由于通用性好加上实现容易,镜头防抖技术为多数厂商所 选择。目前,拥有防抖技术的厂商包括佳能、尼康、奥林巴斯、 松下、柯尼卡美能达和适马,除了柯尼卡美能达之外,上述所 有厂商都属于镜头防抖阵营。实际上早在2000年数码相机就 开始引入光学防抖技术。如果你接触数码相机有一些年头,一 定还记得奥林巴斯Camedia C一2100UZ和佳能Powershot Pr090 IS这两款率先拥有防抖功能的产品。但可惜的是,在 2000年时数码相机无论技术还是市场都远未成熟,防抖功能 没有得到外界广泛关注,直到2004年才算是真正兴起。这个 领域的先行者变成了松下公司,它们除了在12倍变焦镜头上 安装了光学防抖装置外,更是首次将该技术应用在超薄型时尚 相机上。2004年上半年推出的FX一7机型配备了独一无二的 “OIS(超级光学画面稳定器)”光学防抖系统。有效解决了超 薄相机容易出现拍摄模糊的问题【超薄相机由于重量很轻,拍 摄时更加不容易稳定把持),该功能也成为Fx一7最主要的卖 点之一。 目前光学防抖技术的代表性厂商有佳能、尼康和松下。佳能的 光学防抖技术是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,并且会 将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补 偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿,从而有效 的克服因相机的振动产生的影像模糊。由于相机机身的抖动被 镜片组所抵消,感光器件始终都可以接收到稳定的图像,自然 就不存在图像模糊的问题。这样大家在拍照时即便出现小幅度 抖动,照样还可以拍出清晰锐利的数码照片。佳能的IS系统 仅需要极短的时间就可完成lS镜片组的移动,所以效果还是 非常好的。通常能有效预防快门时间短于1/60s范围之内的抖 动。 松下电器产业于2003年11月上市的“DMC—FXl”和 “DMC—FX5”在袖珍数字相机中首次配备了光学抖动补偿装 置。对早已上市的12倍变焦“LUMIX Fz”系列产品所配备的 光学抖动补偿装置“抖动补偿陀螺仪”进行了/J、型化设计。该 公司采用的技术是由镜筒中间的抖动补偿透镜装置根据光轴偏 移进行移动。使用磁力滑动悬空状态的抖动补偿透镜。不仅是 照片,还能够对录像进行抖动补偿。松下防抖系统包括感知、 演算、透镜校准在内的全过程仅需要1/10s的时间.甚至都无 法察觉。该方式的缺点是由于必须在相机镜筒中配备抖动补偿
数码相机防抖技术的作用
如果你初次接触数码相机,会发现一个看似奇怪的现象。 如果拍摄时把持不稳或者拍摄的对象是运动物体,那么便会出 现成像模糊的问题。造成这种现象的原因在于,数码相机通过 CCD/CMOS等感光器件的光电转换实现照片拍摄,而这个光 电转换总需要一定的时间,在这个过程中若相机出现振动或拍 摄对象移动造成光线异常位移,所拍摄出的图像就会非常模 糊。目前数码相机的镜头都具有较大的变焦能力,当使用中、 远距离的焦距拍摄时,对画面的稳定性要求就更高了。而大多 数数码相机的使用者都是以手持方式进行拍摄,难免会因拍摄 者的握持不稳定而引起画面的晃动,所以数码相机的防抖I画 面稳定)功能是继像素之后的又一大重要技术。
有必要提到一点,并非所有的镜头都需要引入防抖技术。 一般说来。长焦镜头对防抖的要求较高,短焦镜头的要求较 低。数码相机的用户们应该都知道,若用长焦拍摄远距离物 体,相机的小幅度抖动都会导致目标出现严重的位移,因而难 以获得清晰锐利的数码图像。但若用短焦镜头拍摄近距离的物 体,同样程度的抖动对目标位移的影响就很小,不容易出现图 像模糊的情况。鉴于此,各厂商都将防抖技术主要使用在长焦 镜头上,至于短焦的广角镜头就没有这么迫切的需求了。
特制的压电马达来驱动。
为了补偿机身的抖动,CCD基座必须能够快速和精确地
移动,普通电子马达太慢.而且体积太大,不能精确定位,无
法胜任此项工作。所以专门开发了特别灵敏的平滑冲击驱动机
构(SlDM——Smooth Impact Drive Mechanism),SIDM采 用了压电元件,尽管体积小,但是可以快速精确地移动CCD
基座移动到所需位置。
通常的影像防抖系统的工作范围一般都是位于1~15Hz
(震荡频率)之间,主要是为了适应长焦镜头,因为这个时候光 学元件需要补偿的移动量很小。如果要应付更慢的震动和更大
的移动,比如1~2Hz,对系统的反应时间要求很高。由于AS
系统可以在相对大的范围内移动CCD,所以可以快速地应付
大约0 5Hz的震动频率,所以也适合短焦距镜头(图2)。
对镜头防抖技术来说,镜头本身的设计较为复杂。往往得 为自己的产品线设计多个不同的防抖镜头,但机身设计就较为
图2 DiMAGE AIAs系统工作范围
简单。基本上沿袭现有的设计方案即可。美能达的CCD防抖 技术刚好反过来,它可以使用普通的相机镜头,保证较好的镜 头通用性和小体积,但机身设计就较复杂一些。美能达必须为 CCD器件设计一个可移动的托架,再加上专门的驱动系统,三 者共同组成一个防抖组件。这样,整个感光组件不可避免出现 厚度明显增大的情况,难以用在超薄机型中。
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数码相柳三大昕
效果
/刘向阳/
众所周知,防抖技术(Image Stabilizer,is)本来是数码摄 像机的“专利”,但是从去年开始,一股防抖技术的热潮也开 始席卷了数码相机的阵营,在迅速普及的数码相机市场中,配 备防抖动功能的产品不断增加,引起业界广泛的关注。由于用 户使用领域的扩展,在高倍率变焦和高档产品以外,抖动补偿 功能的必要性日渐显现。
用过轻薄型时尚相机的朋友应该知道。要在拍摄时保持相 机稳定是一件相当不容易的事情,而为了得到一张比较满意的 数码图像.往往需要反复拍摄多次然后再从中挑选。为了解决 这一难题,数码相机防抖技术应运而生。
1994年,尼康公司推出了第一款具有减震系统(VR)技 术的袖珍相机。第二年,日本佳能公司推出世界上第一支带有 图像稳定器的镜头EoS 75—300mm F4~5 6 IS,其中IS是 影像稳定系统(Image Stabilizer)的缩写,这就是我们习惯上 提到的“防抖系统”,其实在手持拍摄中拍摄者的手在胶片或 是CCD/CMOS感光过程中的抖动是客观存在的,防是防不住 的,只能是靠特殊的机构来减小由于摄影者手的抖动带来的影 像模糊。
较长,可能难以获得比较理想的拍摄效果。但美能达的CCD
防抖可感知到低频振动并及时作出反馈,综合表现较为出色
(图3)。
3电
子防抖动 技术
奥林
巴斯的抗 震动程序
当数值高十’。,最明断抖不起补偿11用
图3 Dimage MAS防抖补偿效果
但在通用性上,CCD防抖还是有明显的优势,不同像素 数和尺寸的CCD感光器件可以共享同一套防抖设计,美能达 只要拿出一套方案就可以在绝大多数产品中共同使用。在实际 的使用效果上,CCD防抖同样具有一定的先天优势。一般来 说在拍摄时人手的震动频率在1到15赫兹之间,而对于1、2 赫兹的低频震动,镜头防抖技术并不十分敏感,初期反应时问
万方数据
在检测过
程中,不单要检
测移动角,还要
检测移动的速
度。传感器测量
移动角度并产
生信号传输到
微电脑,微电脑
图1 DiMAGE AlAS系统结构图
将这些信息与
来自CCD基座的位置传感器的数据,产生一组数据,传送给
AS处理器,计算出矫正抖动所需要的补偿量。如果用1/60s曝
光,整个测量和计算过程要进行数次。CCD基座的移动是靠
2机身防抖动技术 柯尼卡美能达公司从2001年开始研发独门的CCD Shift Anti—Shake,它没有把防抖装置设在镜头中,而是设计在CCD 上。CCD Shift Anti—Shake是通过CCD/CMOS感光器件的实 时移动来保持光路的相对稳定。就是将CCD安置在一个可以 上下左右移动的支架上,先检测出是否有抖动,由于使用陀螺 传感器,抖动的检测与其他公司基本相同。然后传感器检测出 抖动的方向、速度、移动量……检测的信号经过处理,计算出 足以抵消抖动的CCD移动量。但是.相比来说水平移动的精 度最重要。这样在操作中只要稍稍倾斜镜头,焦点就会马上清 晰起来,CCD在移动的过程中,有时感觉水平线有些晃动。这 是驱动调节器造成的,这个驱动装置的调节器是由X、Y轴两 个调节器组成。驱动调节器在振动的时候,一面紧密的压住活 动部件,一面来回滑动。通电后这个部位就可以有0.1微米的 伸缩量,每秒钟大约有6万5千次振动周期,这样的按压就会 产生摩擦,制动性能就好,想停就停。与光学防抖相比,这种 结构避免了光学防抖补偿方式带来的球差问题,也同时解决了 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。CCD防抖技术的应用也就意味着使用任何一款镜头 也都能在不增加成本的同时享受着防抖的功能。缺点就是由于 对应高精度的机构要求,那么在确保这种要求的制造技术是有 一定难度的。相应的,机身的成本也就增加了。 柯尼卡美能达高端机型DiMAGE A1与A2便使用了该项 技术。在美能达的DiMAGE A1相机中,DiMAGE A1的CCD 感光器件被安装在一个可移动的托架上,相机电路系统中同样 有振动感应器。在拍摄时感应器实时检测到相机抖动的方向和 位移,而CCD移动托架就会根据检测到的振动量作反向的移 动,由此抵消了机身振动造成光线无法稳定定位的问题。美能 达表示,启用CCD防抖功能后.快门速度允许降低3档,此 时依然可保持相当好的拍摄质量。在DiMAGE A2升级机型中, 美能达对该技术作进一步的改良,使之具有更高的感应精度, 应用上日臻完善(见图1)。
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