全像素自动对焦(AF)技术
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全像素自动对焦(AF)技术

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概述

通常,智能手机的自动对焦(以下称AF)采用的是“相位差检测”方式*1。这种方式将图像传感器上的部分拍摄用像素用作相位差检测像素,因此在拍摄时,必须在相位差检测用像素的位置上插补图像信息。如果增加过多的相位差检测用像素,就会导致插补困难、画质下降,因此相位差检测用像素的配置密度有限。这就造成了对AF性能的制约。

*1)利用不同入射角度的多个光线的信息,检测最佳对焦位置的方式

而与此相对,“全像素自动对焦”方式的图像传感器可以将所有拍摄用像素当做相位差检测用像素使用。获取相位差信息的密度得到飞跃性提升,因此即使是在至今为止对焦困难的场景中,也能稳定地进行自动对焦。无论被摄体处在画面内的哪个位置都能对焦,此外,可以获取大量相位差信息,因此即使在昏暗环境中,也能稳定地自动对焦。并且,作为图像信号使用时,无需插补处理,不会导致画质下降。

概述

参考视频①:即使在昏暗场景中也能精准对焦
针对在昏暗环境下从前往后移动的被摄体,传统相位差AF很难追踪,但借助全像素自动对焦技术,就可顺利对焦被摄体的移动。

参考视频②:提升对轮廓模糊的被摄体的对焦性能
蛋糕装饰等被摄体的轮廓模糊,传统相位差AF难以对焦,但借助全像素自动对焦技术,就可稳定对焦。

技术说明

开发并提供多种实现全像素自动对焦(AF)的方式

索尼半导体解决方案公司针对各种类型的图像传感器,开发并提供多种实现全像素AF的方式。
① Dual PD方式 - 全像素AF的基础方式
② 2 x 2 OCL方式 - 面向微细、高像素的中型传感器
③ Octa PD方式 - 面向以高感光度、高像素为目标的大型传感器

开发并提供多种实现全像素自动对焦(AF)的方式

“Dual PD”方式

“Dual PD”是以左右2个PD(光电二极管)为一组,构成1个像素的方式。此时,形成了共享OCL(片上镜头*2)的结构,因此,分别有不同的入射光射入左右的PD,从而可获取相位差。作为图像信号使用时,左右PD的信息相加,就能消除相位差的影响。

Dual PD方式是实现全像素AF的基本方式。

*2) 捕捉光线的调焦镜头

Bayer 一个PD对应一个OCL

Bayer
一个PD对应一个OCL

Dual PD 二个PD对应一个OCL

Dual PD
二个PD对应一个OCL

“2 x 2 OCL”方式

“2 x 2 OCL”以Quad Bayer传感器为基础,采用4个同色像素共享1个OCL的结构。兼具Quad Bayer特点与全像素AF特点的这一特性与Octa PD一样,但不需要像Dual PD方式那样“在作为图像信号使用时左右PD输出相加”,因此更容易提高分辨率,是一种适合于中型传感器的方式。

Quad Bayer

Quad Bayer

2x2 OCL

2×2 OCL

“Octa PD”方式

“Octa PD”是一种将“Dual PD”与Quad Bayer排列传感器结合的技术。它既维持了Quad Bayer排列的特点,即“高感光度”、“支持HDR”,同时也能实现全像素AF出色的AF性能,非常适合大型传感器。特别是进行HDR拍摄时,长曝光、中曝光和短曝光的所有像素皆能获取相位差,这是Octa PD独一无二的特点,可不受被摄体亮度影响,实现高速自动对焦。

Quad Bayer

Quad Bayer

Octa PD

Octa PD

HDR

和全像素自动对焦
*) SDR 代表标准动态范围。

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