全像素全向相位对焦技术的原理是什么?

2026-08-30 05:41 来源:前沿科技新动向

  全像素全向相位对焦是一种让图像传感器上所有像素同时承担成像与对焦的技术,它通过像素内部结构创新,解决了传统相位对焦在暗光、纹理复杂场景下的对焦难题。

  一、核心原理:从“单核”到“双核/四核”的像素架构变革

  传统相位对焦(PDAF)依赖传感器上少量被遮蔽的专用像素,通常仅有3%~5%的像素参与对焦。全像素对焦则在每个像素内集成多个独立光电二极管(PD):

  双核结构:每个像素由左右两个光电二极管共享一个微透镜,分别接收不同角度光线,比较两路相位差即可判断焦点偏移方向与距离。

  四核(2×2 OCL)结构:四个同色像素共用一片片上透镜,形成2×2 Quad Bayer排列,进一步提升光线的入射角感知范围。

  二、全向检测:突破“只对横竖纹理敏感”的限制

  传统相位对焦的像素通常仅做左右分割,只对垂直方向纹理敏感,对横向或斜向纹理容易“失焦”。全像素全向对焦通过像素的二维分割与排列优化,实现了上下、左右、斜向全方向检测:

  无论被摄体轮廓是横向、纵向还是斜向线条,系统都能获取有效相位差信号,快速判断焦点位置。

  暗光环境下,100%像素参与对焦,对焦成功率显著高于传统方案(如97%对比3%像素参与)。

  三、画质与速度兼顾:计算相位差并一次性驱动到位

  无需插补:传统PDAF在检测像素位置需插补图像信息,而全像素方案所有像素均参与成像,成像时左右PD信号合并输出为完整像素,无画质损失。

  直接合焦:系统通过比较A像与B像的相位差,直接计算镜片驱动量与方向,一次到位,无需反复“拉风箱”,对焦速度更快。

  主观感知:对用户而言,这种技术意味着昏暗环境、复杂纹理或快速移动主体下,相机或手机依旧能迅速锁定焦点,提升拍摄成功率。