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Sony PDAF 相位差對焦介紹 2014-04-15

目前智慧手機市場競爭激烈,其中手機規格趨勢為朝向超薄及高畫素發展,手機中照相功能的規格也越來越被客戶重視及要求,因此原本只有在數位相機中才有的相機規格及技術已被慢慢移轉運用於手機的相機上,其中手機的相機對焦功能就是不斷被改善來滿足客戶要求對焦準和快,對比式自動對焦(Contrast AF),利用比較影像的對比度(Contrast)來決定正確焦距,是常使用的一種對焦技術,而Sony有發展出相位差對焦(Phase Detection AF)的感光元件來加快對焦速度。

相位差對焦(Phase Detection AF) 主要原理是CMOS 感光元件上畫素(pixel)有兩個光電二極管,因此CMOS不再只是負責接收影像,還要兼顧相位差(Phase Difference)自動對焦的工作。(圖一)為Sony 感光元件有放置對焦使用畫素示意圖,CMOS感光元件的相位畫素會接收到左右不同的光波資訊,進而判斷出遠近距離產生相位差,Sony感光元件上的"對焦點區域"設計一排專用的對焦像素。


像素是由L,R兩組像素組成,交錯排列,如果單看L 與單看R,可以將這條對焦像素視為兩條獨立的感應器,L與R接收同來自一光源的光,Sony的做法是在對焦用像素上設計兩層交錯的光罩遮光(圖二,三),讓所有L像素只能接收到來自左邊的光,R像素只能接收到右邊的光。如此一來L,R兩組對焦像素就能接收同一光源不同方向的光,如(圖二)黃色光線所示,光罩遮住一半的入射光源,造成此相位畫素僅能接收到左半邊的光源資訊。


(圖三)黃色光線,因光罩遮住一半的入射光源,造成此相位畫素僅能接收到右半邊的光源資訊。

因此CMOS把兩個感應器的訊號進行比較,這兩個成像間的距離就是所謂的”相位差”既然"相位差"與"光源和焦點的距離"有這層關係便可參考目前的相位差來驅動對焦馬達,使得焦點可以快速完成。
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