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手机对焦方式解析 告诉你PDAF/激光对焦的差别

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发表于 2019-5-13 22:11:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
拍照已经成为了用户选购手机的核心需求,各大厂商也在手机拍照上从硬件到软件方面进行了诸多升级。我们买手机时最熟悉的就是高像素、大底CMOS等宣传语,但对PDAF对焦、激光对焦等对焦方式还是感到很陌生,今天我们就来盘点一下手机常用的对焦方式。
  ·相位对焦(Phase Detection Auto Focus):
  相位对焦的全称是“相位检测自动对焦”,是目前手机拍照领域的主流对焦方式。相比于之前的反差对焦方式,相位对焦方式对焦速度更快。
  这种取材于单反的对焦方式的原理是通过感光元件上预留出一些遮蔽像素点来充当自动对焦传感器,专门用来进行相位检测。通过比对左右两侧像素点的距离及其变化等来决定对焦的偏移值从而实现准确对焦。
相位检测|图片来自新摄影

  在整体相位检测焦点位置之后,镜头驱动模块会将镜片组进行移动合焦,因此在时间花费上会更短。

  由于PDAF对焦方式需要单独像素进行检测,因此对光照条件要求更高。在暗光环境下,由于对焦采样区域光线不足,所以PDAF对焦速度往往会减慢。
  ·反差对焦(Contrast Detection Auto Focus):
  现在大多数手机都同时采用了多种对焦方式,例如在之前PDAF对焦方式不适用时,手机就会自动切换到反差对焦或其它对焦方式上。
  反差对焦的原理是通过对焦区域进行对比度检测。同时通过对焦马达驱动镜头模组镜片逐步移动,并实时记录对比度数值,当完成一次镜片全部位移之后系统就会得出反差最大的位置,最后再回到对比最大值的地方来完成对焦过程。

  即便是中间已经找到了合焦点,但摄像头模组还是会继续完成移动记录,因此整体对焦过程要更加缓慢。

  不顾这种对焦方式并不需要PDAF那样单独放出相位监测像素点,所以在成本上要更低。而在对比度比较明显的情况下,反差对焦也能取得不错的效果。
  ·激光对焦(Laser Detection Auto Focus):
  前面两种对焦方式都需要依赖于物体反光来进行对焦,因此也被成为被动式对焦。而激光对焦被成为主动式对焦,也可以叫做测距式对焦。
  这是因为激光对焦的原理是通过单独的红外激光传感器向被摄物体发射红外激光,经过反射后被传感器接收,在计算出被摄物体之间的距离之后,对焦马达便会将镜片组驱动到相应位置完成对焦。
闪光灯右侧为激光对焦孔

  这种对焦方式对焦速度十分迅速,并且不依赖反射光,所以在暗光环境下依然能够保证出色的对焦表现。不过由于对焦距离和成本原因,激光对焦在使用上还是一定限制。
  ·双核对焦(Dual Pixel CMOS AF
  双核对焦与PDAF对焦在本质上是相同的,不过由于传统传感器单像素只有一个光电二极管,也就是一半像素是被遮蔽的。而全像素双核传感器在每个像素点的位置有两个光电二极管—光电二极管A和B。在对焦时,两个光电二极管分别检测出A像和B像的新号,在完成合焦状态下两个像将重合;而未完成合焦状态时,两个像是模糊且相互错开的。
全像素双核CMOS AF结构

  合焦的原理还是通过相对检测,通过检测偏差量(信号差)和偏差方向(A像和B像分别位于中心的哪一侧),就能计算出对焦镜片组应当朝什么方向移动多少距离,因此对焦速度会进一步提升。
两个光电二极管分别获取图像(图片来自于佳能官网)


  目前对焦方式种类繁多,但大多还是以以上几种为基础来进行开展。而这些不同的对焦方式都有着各自的优缺点,为了应付不同的拍照场景,现在手机也内置了多种对焦方式,以此提高对焦能力。
  在以后,这种对焦方式的混合使用也将会成为常态,所以我们在选购产品的时候并不用太过担心这一点。


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