a4c传感器的作用是什么

眼睛对于包括人类在内的动物而言至关重要 , 它帮助我们测量距离 , 是生存的条件之一 。捕猎者在捕猎时使用眼睛来测量与猎物之间的距离 , 而猎物也在用眼睛观察是否有捕猎者正在靠近 , 以便避开危险 。大约5.4亿年前 , 地球上开始出现拥有视力的生物 , 而与视力息息相关的生存竞争也由此拉开序幕 。从那时起 , 眼部结构各异的动物物种数量飞速增长 。生物进化早期的物种在这一方面十分多元 , 从仅有一只眼睛的寒武厚桨虾(Cambropachycope)到多达五只眼睛的欧巴宾海蝎(Opabinia)和麒麟虾(Kylinxia)等 。而如今 , 大多数动物都拥有两只眼睛【1】 。
通过双眼观察物体会出现轻微的双眼视差 , 也就是左眼和右眼接收到的图像位置有所差异 。大脑通过计算这种差异来预测与目标物体之间的距离 。这就是所谓的双眼视差(Binoculardisparity)1 , 大多数动物都依靠双眼视差来测量距离 。
1双眼视差(Binoculardisparity):左眼和右眼所见物体在图像位置上存在差异
智能手机摄像头采用了一种名为相位检测自动对焦(PDAF , PhaseDetectionAutoFocus)【2】的技术 , 该技术使用双眼视差来根据拍摄对象调整焦距 。在此基础上 , SK海力士研发了A4C(All4-Coupled)图像传感器 , 在读取色彩信息的同时 , 利用每个像素的视差 , 提高图像质量和自动对焦功能 。本文将介绍SK海力士全新开发的A4C图像传感器所具备的三大优势—快速准确的对焦检测、高分辨率图像以及多种应用场景 。
A4C传感器的优势之一:
快速准确的对焦检测
A4C图像传感器的结构如图1所示 。与传统Quad【3】传感器类似 , A4C传感器搭载一个可将光线转换为电流的光电二极管和仅特定波长光束可以穿透的滤色片 。但是 , 与Quad传感器不同的是 , A4C传感器的结构将每四个相同颜色像素归为一组 , 每组上方配备一个微透镜(Microlens)2 , 四个像素分别位于左上角(TL , TopLeft)、右上角(TR , TopRight)、左下角(BL , BottomLeft)和右下角(BR , BottomRight) 。
2微透镜(Microlens):一种将光集中到中心位置以提高CIS效率的透镜 。
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图1A4C传感器结构
A4C传感器的自动对焦功能基于这样一种机制:如果来自物体的不同光线汇聚至一个焦点 , 则物体处于对焦状态;如果来自物体的不同光线未能汇聚至一个点 , 则物体处于失焦状态 。换句话说 , 如果一个微透镜下的四个像素的强度值一致 , 则物体处于对焦状态;如果强度值不一致 , 则物体处于失焦状态 。例如 , 在捕捉图2所示物体时 , 当图像处于图2第一个示例中的对焦状态 , 上方红色光路和下方蓝色光路会落在同一微透镜下的同一组像素 。然而 , 如图2第二个和第三个示例所示 , 当物体位于焦点交汇处的前方或后方 , 通过顶部和底部路径进入透镜的光路则无法聚焦到同一个微透镜 。这些光线会落在不同的像素上 , 从而形成视差(Disparity)3 。通过视差分析 , 传感器可以判断出如何移动透镜模块的位置才能将焦距调整至最佳状态 。
3视差(Disparity):当物体的一个点按照光路聚焦到传感器平面的不同位置时发生的位移 。
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与现有的PDAF技术相比 , A4C传感器能够计算每个像素的视差 。换言之 , A4C传感器具有很高的精度 , 在低于10勒克斯(lux)的弱光环境下也可以确保10倍以上精度 。与利用双眼视差的PDAF技术不同 , A4C传感器利用的是微透镜下方位于上下左右四角的四个像素的视差 。因此 , A4C传感器拥有非常出色的对焦检测性能 , 能够准确检测水平或垂直方向的物体 。传统传感器与A4C传感器在自动对焦功能上的差距参见以下视频 。