江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

电子工程世界|智能手机摄像头上的相位对焦是什么？( 二 )


简单分析一下这三种技术：
1.shield pixel（OPPO R7）
屏蔽掉像素一般的感光区域（黑色部分） ， 值获得一半信号 。 需要另外的像素屏蔽掉另一半 信号 ， 得到完整的相位差信息 。
SP越多 ， 对焦越快 ， 但信号损失越严重 ， 目前SP密度控制在1%~3% 。
2.super PD（OPPO R9S）
将相邻的像素共用一个on chip microlens得到相位差信息 ， 一般在Green上处理 。
同样的 ， 二合一的PD越多 ， 对焦越快 ， 但信号损失越严重 ， 目前密度也控制在1%~3%
3.dual PD（Samsung S7）
将同一个像素底部的感光区域（即光电二极管）一分为二 ， 在同一个像素内即可完成相位信 息捕获 。
dual PD 也有叫 2PD、全像素双核对焦 ， 这种像素覆盖率100% ， 所以对焦体验最佳 。
但由于将光电二极管一分为二 ， 井口变小 ， FWC急剧衰减 ， dynamic range衰减严重 ， 拍照 非常容易过曝 。
三星凭借优秀的ISP和调试能力过曝控制的还可以 ， 但金立M2017驾驭能力就稍弱了 。
但单从对焦来说 ， dual PD>2*1 PD>shield pixel ， 这种优势尤其体现在暗环境下对焦的稳定性上 ， 比如10lux/5lux/1lux这些极暗环境下的对焦 。
另外 ， 即使是同一种PDAF ， 受microlens的设计、像素大小、用于PD的color filter、sensitivity、Fab制程等因素影响 ， 各家的效果还是不一样 。
不过在人眼感知范围内一味追求极致也没必要 ， 对焦够用就行 ， 还是要多看看画质 。
新技术能否替代Bayer？

电子工程世界|智能手机摄像头上的相位对焦是什么？
本文插图

除了拜耳RGB之外 ， 最近还使用了一种方案 ， 即每2x2像素分组共享一个颜色通道 ， 如下图所示 。 索尼使用Quad Bayer这个术语来描述这一方案 ， 而OmniVision称其版本为4-cell ， 三星则采用了它的Tetracell品牌 。 每个方案都已跨多个像素世代部署 。 索尼配备了2x1片上镜头(OCL) PDAF ， 与Quad Bayer公司在0.8 μm代上使用 ， 而三星在其0.8 μm代上使用了清晰的替换滤镜来屏蔽PDAF像素 。

电子工程世界|智能手机摄像头上的相位对焦是什么？
本文插图

在IISW（International Image Sensor Workshop）会议中 ， 我们回顾了智能手机中使用的PDAF像素 。 这三种解决方案被概括为掩膜、双光电二极管(dual PD)和2x1 OCL 。 这些相机都是在大像素应用中开发的 ， 主要应用领域为单反相机和无反光镜相机 。 2014年 ， 索尼首次在智能手机上使用了掩膜PDAF 。 目前最小的掩膜式PDAF的记录是三星的0.8μm的ISOCELL Plus和Tetracell CFA 。
2016年 ， 三星Galaxy团队采用了索尼和三星的1.4μm全像素双核对焦（dual PD） 。 TechInsights在其VLSI 2017的论文中描述了三星1.28μm 的dual PD ， 它是目前使用的最小的双核对焦 ， 但是在研讨会中发现这个结论是错误的 。 事实上 ， 三星已经在生产1.22 μm dual PD了 。
最后 ， 2x1 OCL很容易被描述为在一行中跨越两个像素的双宽微透镜 。 这项技术最初是由安森美的Aptina开发 ， 尽管直到2018年才找到用于分析的部件 。 2016年 ， 索尼在iPhone中推出了这一解决方案 ， 之后三星和OmniVision也在1.12μm像素中推出了自己的解决方案 。 目前使用的最小的2x1 OCL是索尼的0.8μm版 。

电子工程世界|智能手机摄像头上的相位对焦是什么？
本文插图

本内容特别关注了处于成熟阶段的小像素智能手机成像设备 。 对下一代智能手机图像和光学传感器的监测和报告 ， 包括其他成像分部门 ， 如汽车、飞行时间(ToF)、机器视觉、安全/监视等尚未作出分析 。 尽管小像素缩放路线图已经接近极限 ， 但未来还有强大的产品路线 ， 这里还有很多工作要做!下图总结了一些系统和IC技术领域上的主流技术 。


推荐阅读


上一篇：工业今年带动2800万人就业，工业互联网人才究竟多抢手？

下一篇：中国科学报|这种钙钛矿“骨子”里很“锰”