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对焦更快更准,索尼发布2x2 On-Chip Lens图像传感器技术

2019年12月24日 作者 dly

索尼公司下称索尼发布2x2 On-Chip Lens(OCL)解决方案这是可以实现高速对焦高分辨率高感度高动态范围的图像传感器的新技术。

                                             

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以往的技术,对于横跨4个像素的on chip lens的结构(后述),有单个像素之间感度存在偏差的重大课题,此次索尼通过对硬件结构的最优化,以及新的信号处理技术,使得同时实现高画质高性能的图像传感器得以研发成功。

像素的构造

图像传感器的每个像素上,都有被称为On Chip Lens的集光镜片。传统的构造,每个像素上面都有单独的On Chip Lens. 2x2 OCL为相邻的相同颜色的4个像素,共用同一个On Chip Lens.

 

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该全新的构造,对比传统设计有以下的优点

  • 全像素相位差检测

  • 相位差检测性能(对焦性能)增强

全像素相位差检测

传统的使用专用像素检测相位差的方式,由于这些专用像素本身没有拍照的功能,所以仅可以将部分少量的像素用作相位差检测。而2x2 OCL的方式,拍照用的像素也可以做相位差检测,即所有像素都可以做相位差检测。因此,对于较小的被摄体都可以进行高精度的对焦。

 

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相位差检测性能(对焦性能)增强

  • 低光照下的焦性能

为了在低光照下获得稳定的对焦性能,需要将多个相位差检测像素获取的信息进行加算,用来排除噪声的影响。


如前所述,2×2 OCL中所有的像素都可以检测相位差,可以对更多的信息进行加算,从而获得更稳定的对焦性能。

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  • 不依靠被摄体形状和纹理的对焦性能

在传统的相位差检测方式中,由于像素被分割成左右来检测,因此不擅长于水平方向上纹理没有变化的被摄体(例如:由水平方向的边缘构成的被摄体等)。


2x2 OCL除了左右之外,上下也能检测出,因此在各种场景下都可以利用相位差进行高速自动对焦。如下图,显示了不同角度边缘的被摄体的相位差检测特性。

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  • Quad Bayer结构的Color Filter排列

采用相4个像素使用相同颜色的Color FilterQuad Bayer结构, 满足高分辨率和高感度的需求,且支持高动态范围(HDR)拍照。

  • 高分辨率

使用独自的信号处理功能来变换排列,实现高分辨率拍照。

  •  



    高感度

     

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4个相同颜色的像素通过加算读出,可以拍摄出低噪点的明亮的照片和视频。此外通过2×2 OCL的设计以及制造技术,增加了光的利用效率,实现了进一步的感度提高。

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  • 动态 (HDR)


通过独自的曝光控制技术以及信号处理功能,可以实时输出HDR

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