目前智能手機(jī)在拍照功能方面已經(jīng)有了很大的提升，無論是像素大小還是光圈孔徑都逐漸像專業(yè)攝影設(shè)備看齊，而且由于玻璃研磨技術(shù)和傳感器技術(shù)的升級(jí)，手機(jī)攝像頭依然保持著很小的體積。不過這次要為大家談?wù)劦氖鞘謾C(jī)攝像頭的對(duì)焦。

手機(jī)的對(duì)焦技術(shù)發(fā)展路線肯定是單反產(chǎn)品上逐漸下放的，當(dāng)然也會(huì)有專門針對(duì)手機(jī)產(chǎn)品而開發(fā)的技術(shù)，但基本上，用相機(jī)上的功能下放技術(shù)來形容，也是總體的情況了。

而目前市面上的手機(jī)所搭載的傳感器基本上都已經(jīng)更新，并且在對(duì)焦上擁有了很大的改進(jìn)(相比2015年)，那么，我們來給大家科普一下目前市面上最常見的幾種用于手機(jī)上的對(duì)焦技術(shù)吧。

1、反差式對(duì)焦

反差對(duì)焦，是通過找對(duì)焦區(qū)域?qū)Ρ榷茸畲蟮狞c(diǎn)作為對(duì)焦準(zhǔn)確的點(diǎn)，但是不同對(duì)焦區(qū)域的對(duì)比度的大小并不是固定的，系統(tǒng)也不知道對(duì)比度什么時(shí)候最大，所以需要來回去移動(dòng)鏡片來尋找。因此我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用反差對(duì)焦時(shí)，鏡頭的對(duì)焦動(dòng)作會(huì)有一個(gè)來回對(duì)焦的過程。這也是反差對(duì)焦耗時(shí)較長的最大原因。

如上所示，圖像的清晰度最高的時(shí)候是對(duì)比度最大的時(shí)候同時(shí)也是像差最小的時(shí)候。反差對(duì)焦就是通過找對(duì)焦區(qū)域?qū)Ρ榷茸畲蟮狞c(diǎn)作為對(duì)焦準(zhǔn)確的點(diǎn)，而相位對(duì)焦則是找對(duì)焦區(qū)域相差最小的點(diǎn)作為對(duì)焦準(zhǔn)確的點(diǎn)。所以，反差對(duì)焦由于對(duì)焦速度慢，在相位對(duì)焦的出現(xiàn)后，就被不斷的取代，到現(xiàn)在，90%手機(jī)都已經(jīng)淘汰了反差對(duì)焦，轉(zhuǎn)用速度更快的相位對(duì)焦技術(shù)。

2、相位對(duì)焦

相位對(duì)焦，是通過遮蓋一個(gè)完整的像素，并制造成多個(gè)相位檢測(cè)點(diǎn)，以此尋找像差最小的點(diǎn)來進(jìn)行對(duì)焦。這里簡單解釋一下，物體的某一個(gè)點(diǎn)會(huì)從各個(gè)方向發(fā)出光線通過鏡片成像到sensor上面去，當(dāng)不同方向的光線成像落到傳感器的同一個(gè)位置的時(shí)候，像差最小，就會(huì)被判定為合焦。

例如，上圖中紫色是物體是一個(gè)對(duì)焦點(diǎn)，黃色是到達(dá)傳感器的焦平面，當(dāng)藍(lán)色鏡片離傳感器太遠(yuǎn)，上下兩條光線所成的像沒有重合;2號(hào)的距離合適，上下兩條光線所成的像重合了沒有像差，所以對(duì)焦成功;3、4號(hào)距離太近了，上下兩條光線所成的像沒有重合，但是和1號(hào)不同的是像差的方向是不一樣的。相位對(duì)焦通過額外的裝置或者特殊的像素點(diǎn)判斷成像相差的情況(圖中用紅色和綠色表示)，因此，控制對(duì)焦鏡片的程序就會(huì)控制鏡片回到2號(hào)的位置，完成對(duì)焦。這就是相位對(duì)焦的工作方式了。這使對(duì)焦采樣過程省略了計(jì)算峰值的步驟，不僅降低處理器運(yùn)算的負(fù)荷，也令拍攝視頻時(shí)追焦效果更好。

3、混合對(duì)焦

混合對(duì)焦方式有兩種，一種是iPhone6使用的反差+相位的方案(6s的時(shí)候就舍棄了，轉(zhuǎn)為性能更強(qiáng)的相位對(duì)焦)，另一種是相位+激光對(duì)焦的方案，這是之前OPPO R7 Plus的對(duì)焦方案。

先來說說反差、相位、激光三者之間的優(yōu)勢(shì)與不足。就如上圖所說，沒有完美的技術(shù)，只有不同的側(cè)重點(diǎn)。但是，相位對(duì)焦經(jīng)過好幾代的更新，對(duì)環(huán)境光線強(qiáng)度的依賴已經(jīng)有了很大的改善;而反差對(duì)焦也因?yàn)樘幚砥鞯男阅懿粩嗵嵘?，速度也有了明顯的提高(當(dāng)然，發(fā)熱也明顯了)。激光對(duì)焦也經(jīng)過改造激光元件，提升了攻率，相應(yīng)速度和激光范圍也有更大的效率了。當(dāng)然，這里也只是說說產(chǎn)業(yè)情況，不代表實(shí)際使用體驗(yàn)。

再說iPhone6的混合對(duì)焦，可以說，iPhone6是首臺(tái)搭載了相位對(duì)焦技術(shù)的iPhone，也是蘋果首個(gè)混合對(duì)焦，傳感器毫無懸念的使用索尼定制的傳感器，由于當(dāng)時(shí)相位對(duì)焦技術(shù)并不完善，對(duì)焦依然需要反差對(duì)焦作為輔助。也因?yàn)樘O果在軟件優(yōu)化上確實(shí)了得，混合對(duì)焦的方式確實(shí)加快了對(duì)焦的速度。只是到6s開始，相位對(duì)焦技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)完善，即使沒反差對(duì)焦輔助，一樣擁有超越iPhone6的對(duì)焦速度了。

OPPO R7 Plus使用了混合對(duì)焦方案，采用激光對(duì)焦、反差合一的混合方式。反差對(duì)焦雖然存在著反復(fù)對(duì)焦檢測(cè)峰值的問題，但是，加入激光對(duì)焦后，能夠有限的縮小了檢測(cè)范圍，使對(duì)焦速度有效的加快。因此，R7 Plus擁有當(dāng)時(shí)足夠快對(duì)焦速度，而且，對(duì)焦準(zhǔn)確程度也足夠高。但是，差不多一年后，三星使用上了全像素雙核對(duì)焦而輕松穩(wěn)坐了對(duì)焦速度之王的寶座。

4、全像素雙核對(duì)焦

全像素雙核CMOS AF通過圖像感應(yīng)器相差檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦可實(shí)現(xiàn)高速對(duì)焦。原理和相位對(duì)焦一樣，但不一樣的是：全像素指的是使用了完整的一個(gè)像素，并采用兩個(gè)完整的像素合并，形成一個(gè)對(duì)焦井，最終結(jié)果就是把所有對(duì)焦點(diǎn)，兩兩合并，使傳感器上所有像素元件都做成對(duì)焦點(diǎn)。

所以，能夠在不遮蓋任何像素的前提下有效完成相對(duì)差檢測(cè)，而且對(duì)焦偵測(cè)系統(tǒng)被分布到每一個(gè)像素，因?yàn)槊總€(gè)檢測(cè)點(diǎn)的進(jìn)光量都增大了2倍，所有對(duì)焦精度和速度都會(huì)有相應(yīng)的提升，無需犧牲成像像素，對(duì)焦的有效范圍也更廣，可謂是一舉兩得。

5、雙核對(duì)焦

雙核對(duì)焦來自于索尼最新的IMX398傳感器，但與全像素雙核方案并不一樣，全像素雙核對(duì)焦是整個(gè)傳感器所有像素點(diǎn)均為雙核設(shè)計(jì)，也就是說，所有光電二極管都是兩兩并列，使用同一個(gè)透鏡和井容器。而雙核對(duì)焦并不是這樣。

相關(guān)資料顯示，IMX398的雙核對(duì)焦確實(shí)一樣有雙像素并列結(jié)構(gòu)，但并不是全部像素都使用了這個(gè)結(jié)構(gòu)，而是在傳感器上的中間和邊緣布置了多個(gè)雙核對(duì)焦集從。

這個(gè)設(shè)計(jì)保證了有足夠多的對(duì)焦像素點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作運(yùn)算，獲得接近三星全像素雙核對(duì)焦的高速性能。而且，相比全像素都采用雙核，IMX398這種結(jié)構(gòu)在更容易保證畫質(zhì)，畢竟有更多專門獨(dú)立收集信息的光電二極管。所以，在畫質(zhì)上，IMX398確實(shí)是有優(yōu)勢(shì)的。比如IMX398的1600萬像素可以記錄更多信息，方便后期照片裁剪再編輯。

另一方面，雙核對(duì)焦和PDAF相位對(duì)焦有什么不一樣?首先PDAF所使用的相位對(duì)焦點(diǎn)是通過單個(gè)光電二極管遮蓋一半，利用單個(gè)像素點(diǎn)來獲得像差信息進(jìn)行相位檢測(cè)對(duì)焦的。因此，雙核對(duì)焦使用完整的兩個(gè)像素進(jìn)行對(duì)焦檢測(cè)，比PDAF整整大了4倍的通光量。這就是雙核對(duì)焦速度比PDAF快了100%的原因。

手機(jī)拍照對(duì)焦速度快的好處顯而易見，但用戶發(fā)現(xiàn)短暫易逝的場景時(shí)，拿出手機(jī)就可以迅速拍下。在夜景和弱光環(huán)境下，新的雙核對(duì)焦技術(shù)也能夠在短時(shí)間內(nèi)幫助鏡頭找準(zhǔn)對(duì)焦點(diǎn)。