Skip to content

DP技术文档:富士混合式自动对焦解析

2010/08/06

半个月前富士推出了两台新相机,最大看点就是一套全新的混合式对焦系统:目前小型相机已经可以换镜头,可以接闪灯,可以塞进去单反的感光元件,唯一欠缺的,便是单反快如闪电的自动对焦(手动对焦的莱卡得意的路过)。富士的技术,从硬件层面上提供了无反光镜相机快速对焦的新思路,随着两三年内CMOS元件/影像处理器的技术突破,小型相机有望实现目前旗舰单反才可以达到的高感光度画质,届时反光镜结构就再没有存在的必要,连拍速度、镜头移焦等问题,也会随着反光镜的消失而远去。

昨天著名数码相机站DPreview发布了这篇独家报道,这里就译过来和大家分享:
(以下翻译自DPreview文章,图片亦引自Dpreview网站。)

 
随着两台新相机F300EXR/Z800EXR发布,富士公司带来了一项市场期待已久的新技术:袖珍相机上的相位侦测对焦,完成对焦只需0.158秒。
下面我们就一访富士技术部经理Hitoshi Yamashita,让他谈谈这个技术的独特之处。

相位侦测自动对焦:什么玩意儿?
当前所有袖珍相机和无反光镜相机均使用“对比度侦测自动对焦”(Contrast Detection),其原理是:镜片前后移动,直到相机感应到的图像达到最高对比度(清晰细节往往有更高对比度)。所以,这些相机镜头内的部件做得很轻巧,以加速这个“前后移动”的过程。对焦的软件算法亦作优化,来减少镜片的往复移动。

相比下,多数数码单反相机则使用截然不同的“相位侦测”(Phase Detection),来实现更快的自动对焦。

相位侦测如何工作?
简单地说,就是分别观察从镜头两侧射入的光线,看它们如何聚焦到感光件上:


(从左到右:焦点前移、焦点正确、焦点后移)
从上图可以看出,对焦成功的时候,穿过镜头两侧的光线会重合到感光件上(相位重合)。失焦的时候,两束光线则会留下两组图像(相位偏移)。透过一左一右两个对焦感应器,分别检测两束光线,相机就能知道当前的对焦情况。因为两小束光就足够计算便宜,所以现实应用中,只要一小列像素,就可以检测相位。因此,这一技术的关键,是感应器能够分别捕捉穿过镜头某一部分的光线,进而比较不同光线的成像。知道这些信息后,相机芯片就能直接计算出镜片需要移动的距离,直接把镜片移到相应位置,完成对焦。

相位侦测的原理,用在连续对焦(追焦)也十分容易,因为相机不仅能直接算出新的焦距,还能以此算出被拍主体的运动速度,从而预测焦点变化情况(立体追焦)。反观对比度侦测系统,因为画面对比度最高的部分在不断变化,难以透过镜片往复移动来确认,因而追焦十分困难。

传统上,数码单反相机使用一个单独的对焦感应器进行相位侦测。在略透明的主反光镜后,还有一个副反光镜,把光线反射到机身下方,再由一组单独的棱镜/透镜分离光线给不同的相位侦测感应器。 但普通袖珍相机(和现在的无反光镜相机)没有反光镜结构,全部光线穿过镜头后直达感光元件(CCD/CMOS),无法中途分一点出来进行相位检测,于是无论镜头和软件怎么优化,对焦系统还是需要“往复摸索”,快不起来。

富士系统怎么个情况?
富士给出一个看起来很简单的方案:把部分像素挡住一半,于是有些像素只感应来自镜头一侧的光线,有些像素则只能感应另一侧,透过比较这些像素的信号,相机就可以进行“相位侦测”对焦。“这一结构等效于单反上用两个透镜分离光线的传统相位侦测自动对焦”,Yamashita说。

虽然他不会提供详细的“相位侦测”像素信息,他却透露:“用于自动对焦的像素点全都位于CCD感光元件的中间区域,所以当使用相位感应对焦时,焦点会锁定于画面中央。” 当然,这个设计使得某些像素只能接受周围像素一半的光线,Yamashita觉得这不成问题:“我们只使用了一千两百万像素中的好几千个而已,而且这些像素并不是全被浪费掉,它们有时能帮助构图,有时不能,取决于拍摄情况。” 当光线很弱不足以进行相位检测(因为感应器只能感应一半入射光线),又或者需要人脸识别的时候,相机就会改用传统的“对比度侦测”自动对焦。于是富士把这项创新叫做“混合自动对焦”,看起来很不惊人,却有可能成为袖珍相机上最重要的技术突破。

(原文见:http://www.dpreview.com/news/1008/10080505fujifilmpd.asp

From → 数码

发表评论

发表评论

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / 更改 )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / 更改 )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / 更改 )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / 更改 )

Connecting to %s

%d 博主赞过: