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相位对焦与反差对焦

对焦的过程就是通过移动镜片来使对焦区域的图像达到最清晰的过程,首先要明白一个概念,图像的清晰度最好的时候是对比度最大的时候同时也是像差最小的时候,反差对焦就是通过找对焦区域对比度最大的点作为对焦准确的点,而相位对焦则是找对焦区域相差最小的点作为对焦准确的点。另外一点,反差对焦和相位对焦都只是对焦系统的一部分,只是用来找镜片在对焦过程中的最佳位置,而镜片是怎么移动的不在本问题的范畴之内。

​ 相位对焦和反差对焦在对焦速度、精度上仍保有各自的优势。相位对焦速度更快,反差对焦成功率更高

反差对焦

反差对焦系统多用于消费类数码相机以及单电类相机。随着镜头前后移动对焦,在反复移动中找到对比度达到最大的点时,相机才会认为对焦已完成。因此,合焦速度比较慢。

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相位对焦虽然在对焦速度上较有优势,但是在对焦精度上却受限颇多。因为由镜头进入的光通过半反射镜,再经过折射到达对焦传感器。因此,传感器的位置要非常精确。此外,由于温度的升高或降低,机内材料会发生膨胀或伸缩,因此到AF传感器的光路长会发生变化,对焦成功率会受到影响。

反差对焦将对焦传感器、半反射镜取消了,由此引发的光路长度变化等顾虑也就没有了,因此也提高了对焦成功率。

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相位式对焦在一开始的时候就可以通过相位检测的信号来判断当前的焦点位置是靠前还是靠后。并且准确地告诉镜头驱动模块,应该将镜片向哪个方向移动,不需要再来回移动对焦镜片组,所以在速度上会比反差式对焦快很多。

相位对焦

而相位对焦,是通过寻找像差最小的点;物体的某一个点会从各个方向发出光线通过镜片成像到snesor上面去,只有当不同方向的光线成像落到sensor的同一个位置的时候才是像差最小的时候:

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上图中,紫色是物体的一个点,黄色是sensor即成像面,1号蓝色镜片离sensor太远,上下两条光线所成的像没有重合;2号蓝色镜片和snesor的距离合适,上下两条光线所成的像重合了没有相差,所以对焦成功;3、4号蓝色镜片离sensor的距离太近了,上下两条光线所成的像没有重合,但是和1号不同的是相差的方向是不一样的。

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   相位对焦通过额外的装置或者特殊的像素点判断成像相差的情况(上图用红色和绿色表示),从而可以知道镜片该怎么移动,该往哪个方向移动该移动多远都可以知道,所以对焦的时候就不需要盲目的来回去移动镜片了。

相位式对焦在一开始的时候就可以通过相位检测的信号来判断当前的焦点位置是靠前还是靠后。并且准确地告诉镜头驱动模块,应该将镜片向哪个方向移动,不需要再来回移动对焦镜片组,所以在速度上会比反差式对焦快很多。

​ 通过以上的了解,我们知道了两种对焦方式的区别了,简单来说相位对焦快、反差对焦慢,但是相位对焦实现复杂需要额外的相位检测装置或者对sensor的pixel进行重新设计,并且对光线的要求比较高,而反差对焦则实现较简单,只需要通过算法去判断对比度就行了,并且对光线的要求不是那么高

   目前来说,只要使用了相位对焦都会保留反差对焦进行补充,所以叫做混合对焦

   最近,iPhone6的camera就采用了混合对焦的方式,实现方式是采用了sony重新设计的sensor,在sensor的pixel中加入了一些特殊的用来检测相位的focus pixel,极大的加快了对焦的速度;相信在apple的推动下,相位对焦技术会很快在各大家的旗舰智能机当中普及

   在之前,相位对焦只应用在高端数码相机以及单反当中,现在被apple和samsung带入手机的camera,是手机camera的又一极大的技术提升,让手机在摄影当中扮演越来越重要的角色了