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常见的手机相机对焦技术

2022-12-08 13:48:00

随着视频应用的广泛深入，人们对手机摄像功能的需求也在逐步升级。调查显示，当前，年轻用户在暗光条件下包括弱光环境下的拍照比例已高达62%，超级夜景模式的使用概率达到30%。在暗光条件下，手机拍照成像的清晰度，成为目前年轻消费者们的普遍刚需。

尽管这一功能的需求如此之高，但在暗光条件下的对焦仍是当前智能手机在摄影上的最大痛点。其根源在于，在传统图像传感器上，由于“相位检测像素”和“感光像素”之间互相冲突，导致像素不能兼顾感光和暗态对焦两个功能。因此成像效果不清晰、对焦慢且不准确等诸多问题始终困扰着各大手机厂商。

手机相机在暗光环境下对焦

手机对焦速度越快，所用的时间越短，就越有可能拍摄出清晰、稳定的画面。常见的手机相机对焦技术有以下几种：一是相位对焦，即相位检测自动对焦，其依赖于物理反光来进行对焦，要求较高的光照条件，当在光线不足的暗光区域，对焦速度便会减慢，甚至对焦不准；二是反差对焦，该对焦方式需要计算多次才能完成对焦，因此速度比较慢。如果画面中的对比度很小，还经常会出现对焦不准确的情况；三是双核对焦，本质上其与相位对焦是相同的，只是在对焦速度上有了一定的提升。

以上都是相对比较传统的手机对焦方式，在光照条件较好的情况下，这些对焦方式基本没有太大差别，一旦遇到弱光，甚至是暗光环境，这些对焦方式的成像清晰度便大打折扣。对焦本质上是镜头找到物距的一种方式，如果能够直接获取被摄物距离，则可实现快速而准确的对焦，所以激光对焦应运而生。

激光对焦是主动式对焦，也可以称作测距式对焦，主要是采用ToF技术来获得被摄物的距离。目前主要的激光对焦技术是dToF对焦，这是一种面光源投射，将红外光均匀的投射在被摄物体上，然后经过反射后被传感器接收，通过计算激光到被摄物体间往返的时间来确定被摄物体距离镜头的距离，从而实现较为精准和高速的对焦。

该对焦方式有以下几点优势：

1、采用主动测距方法，对焦速度快且对焦精度高；

2、在暗光、夜间等恶劣环境下也能快速、精准对焦；

3、抗环境干扰能力强。

不难发现，在“对焦速度”、“对焦精度”、“深度估计”、以及“复杂光线环境抗干扰”上，该对焦方式都具有突出优势。正是因为以上优势，基于dToF的激光辅助对焦技术在手机领域掀起一股热潮，目前全球主要手机厂商均采用该技术进行对焦。

作为国内领先的深度传感与微光成像技术芯片公司，北极芯微一直致力于高效敏捷的3D感知dToF芯片的研发。在深入调查客户需求以及当前市面产品后，北极芯微推出了一款单通道 dToF SiP微型模组DTS6007M ，这款产品集成了北极芯微研制的高性能 dToF SoC 以及VCSEL发射器，可以广泛匹配手机激光辅助对焦应用，该产品具有以下优点：

1、最远可进行7m测量，覆盖宽景深范围

2、可实现全量程毫米级的测距精度和深度分辨力；

3、具备25°FOV，主体成像视野全覆盖；

4、采用紧凑的SiP封装，体积小至4.4×2.4×1.0mm；

5、超低功耗。

DTS6007M dToF微型模组将于年底正式发售并量产。