智慧型手機相機技術科普:什麼是全像素全向對焦?

專門網 發佈 2020-12-13T01:52:18+00:00

隨著相機功能在智慧型手機中變得越來越重要,圍繞其的一些創新層出不窮,手機廠商試圖從各個方面來完善相機拍照體驗。除了變焦、弱光拍照等功能的提升,手機廠商還針對相機的對焦功能升級了不同的解決方案,從最初的反差對焦到如今的相位對焦,再到全像素雙核對焦。

隨著相機功能在智慧型手機中變得越來越重要,圍繞其的一些創新層出不窮,手機廠商試圖從各個方面來完善相機拍照體驗。除了變焦、弱光拍照等功能的提升,手機廠商還針對相機的對焦功能升級了不同的解決方案,從最初的反差對焦到如今的相位對焦,再到全像素雙核對焦。而今年,OPPO在Find X2 Pro上甚至使用了全像素全向對焦。那麼,什麼是全像素全向對焦呢,它與其他對焦技術有何區別?

在此之前我們先了解一下相位對焦(PDAF)在智慧型手機的發展。起初蘋果公司推出了「Focus Pixel」對焦技術,它是該公司營銷術語,本質上就是PDAF(相位對焦),並於2014年首次在iPhone 6中推出。Focus Pixel簡單來說就是圖像傳感器上的PDAF像素。

雖然比反差對焦更快,但這一代的PDAF像素主要是用於對焦,而不是成像。這意味著它們需要分布在傳感器的表面。在這種情況下,對焦像素可能只占傳感器面積的5%。也就是說自動對焦速度更慢,可靠性更低。

佳能在2013年首次在相機上推出雙像素PDAF。三星率先將這一技術應用在2016年發布的Galaxy S7和S7 Edge上。每個Dual Pixel PDAF像素被分割成兩個感光二極體,每個像素都有自己的微透鏡或 "on-chip lens"(OCL)。

通過雙像素PDAF,圖像傳感器上100%的像素都被用於自動對焦和成像。這種設置大大提高了智慧型手機傳感器的對焦性能,在速度和可靠性方面都有很大提高。

雙像素PDAF無疑是強大的,但它也有局限性。由於光斑的分割方式,雙像素PDAF很難對水平線進行準確的對焦。這是因為分割的方向使得它們對水平方向上缺乏圖案變化的物體不太敏感。

於是四像素PDAF的出現旨在解決這個問題,即通過將一個像素分成四個像素。四像素PDAF系統中的每個像素都能夠分析左/右以及上/下畫面。這就緩解了水平自動對焦的問題,因此要比雙像素PDAF更加可靠和準確。

全像素全向對焦則是OPPO對索尼2×2 OCL傳感器所提供的自動對焦技術的宣傳叫法。2×2 OCL本質上是一個四像素以及四倍拜耳的設置,每個像素有一個電容鏡頭,覆蓋所有四個光電二極體。其次,圖像傳感器的100%像素都可用於對焦和成像。

OPPO Find X2 Pro的傳感器將比常規傳感器更大。這大概是為了在不降低傳感器解析度和捕光能力的前提下,適應四像素的分割。所以全像素自動對焦不僅會比目前的PDAF方式更快,還將提供更好的低光對焦性能。

索尼2×2 OCL方案除了在所有光線環境下改善自動對焦,且無論物體形狀和圖案如何,都能更好地進行自動對焦之外,還有其他優勢。四倍拜耳陣列也意味著傳感器具有更高的靈敏度,可以減少弱光圖像和視頻的噪點。

關鍵字: