OIS (光學影像穩定) 的工作原理與主要類型

光學圖像穩定（OIS）是一種透過移動鏡頭或圖像感測器等物理光學元件來實時補償相機抖動的技術，能有效降低圖像模糊並提升圖像品質。

光學影像穩定系統 (OIS) 的核心在於透過硬體進行即時物理補償。其工作流程通常包含三個階段：首先，陀螺儀等運動感測器會頻繁偵測相機晃動的方向與幅度；接著，微控制器 (MCU) 會快速計算出抵銷晃動所需的補償量與方向；最後，驅動致動器（例如音圈馬達，VCM）使鏡頭組或影像感測器進行反向位移補償，從而穩定光線到達成像元件前的光學路徑。根據不同的補償元件，主要可分為兩種類型：

鏡頭移動式OIS：這是目前最主流的技術，透過驅動鏡頭組中的一部分鏡片浮動來實現補償。此技術由Canon和Nikon等傳統相機製造商率先推出，並廣泛應用於智慧型手機相機中。

感光元件移動式 OIS：透過移動影像感光元件（CMOS/CCD）來補償晃動。這項技術隨著數位相機一同發展，現也應用於部分行動裝置。

OIS 技術的主要價值在於顯著提升手持拍攝的成功率與影像品質。其優勢體現在以下幾個方面：

提升低光源拍攝能力：OIS 讓相機得以使用較慢的

安全快門速度（通常可慢 2-4 級），這意味著在低光源環境下，可以延長曝光時間以捕捉更多光線，進而避免因提高 ISO 感光度而引入的顯著雜訊，拍出更明亮、更乾淨的夜景照片。

增強長焦端穩定性：在長焦距離拍攝時，即使是微小的晃動也會被放大，導致模糊。OIS 能有效補償這種晃動，使其成為長焦攝影不可或缺的功能。

改善的視頻拍攝體驗：OIS 提供更穩定的原始影像用於錄影，減少高頻抖動，並為後續提供更好的基礎。

電子影像穩定處理，最終使影片更流暢、更平順。

保留影像品質：與電子影像穩定（EIS）不同，OIS 是透過物理方式補償，無需裁切或像素插值，因此能保留解析度和視野範圍。

與電子影像穩定（EIS）比較

OIS 經常與 EIS 一同討論，但它們的原理和效果差異顯著。現代裝置常將兩者結合，形成混合式穩定解決方案。

原理：硬體物理補償，透過移動光學元件來穩定光學路徑。

優點：無圖像裁剪，圖像品質無損；在低光和長焦場景下效果顯著。

缺點：需要額外的硬體模組，增加成本、設備尺寸和功耗；補償範圍有物理限制。

原則：軟體演算法補償，使用陀螺儀數據預測運動，裁剪影像邊緣，並進行數位穩定。

優勢：成本低，不需要專用硬體；強效抑制大範圍、低頻抖動（例如行走拍攝時）。

缺點：會裁切影像，導致視野範圍縮小（通常為 10%-15%）；可能引入「滾動快門效應」等影像失真；主要適用於影片，對靜態照片的效益有限。