北京
佳能用常见的零件制造扭曲自动对焦传感器。
在2013年，佳能推出了其第一款双像素自动对焦相机，这项技术可使光敏传感器的每个像素都帮助拍摄图片对焦。现在，佳能的研究人员表示，他们已经改进了先前的自动对焦技术。这种新方法对焦速度快、质量好，可用于低光线场景，而且不需要先发明新的组件和技术。它只涉及一个小小的“扭曲”。
在2023年12月于旧金山举行的IEEE国际电子设备大会上，像素研发工程师白须大辉和位于日本川崎的佳能设备研发总部的同事报告了他们的发现。白须大辉说，他们开发了一种新型图像传感器，其光电二极管相互垂直。研究人员表示，这种“交叉双像素扭曲光电二极管”的性能优于当今市场上的自动对焦传感器。
制造双像素自动对焦传感器的传统方法是将两个光电二极管放在一个透镜下，传感器检测两个二极管的入射光相位是否一致，从而实现对焦。在此之前，相机制造商则是依靠少量的样本像素，根据图像的对比度调整相机镜头，速度较慢。
这些参与对焦的像素无法记录图像数据，因此总是要在自动对焦能力和图像质量之间进行取舍。而双像素自动对焦可使传感器中几乎每个像素都有可能为拍摄前镜头对焦有贡献，并为最终的照片提供信息。研究人员表示，其优势包括对焦速度快、可在弱光条件下更好对焦，以及对图像的大部分更好地对焦。
如今，许多旗舰款手机的摄像头都使用了这项技术的某些版本。同时，咨询公司Reports Insights在2023年预测，从2022年到2030年，这些传感器的市场规模预计将翻一番。在佳能2013年的原始创新的基础上，硬件制造商开发了四像素结构，将其用于更大的传感器。
不过，这些多像素光电二极管有一个缺点，那就是光电二极管的排列可能对一个轴上的光有利，而对另一个轴上的光不利。相机能够以水平模式或垂直模式对焦，但两者的对焦精度不同。为了更好地捕捉横向和纵向的光，一些芯片制造商制造了倾斜的光电二极管，彼此呈90度并排放置。不过，这些方法也有缺点，它们的读出时间长，并且需要进行额外的处理。
佳能将其新结构称为扭曲光电二极管图像传感器，这种结构将两个相同的光电二极管堆叠在一起，其中一个定向捕捉水平模式，另一个则旋转90度捕捉垂直模式。由于水平和垂直方向的光电二极管类型相同，因此与系统中任何二极管相比，每个光电二极管产生的数据都不需要更多的处理时间或功率，整体自动对焦的速度更快。正交二极管排列相当简单，比复杂的四重光电二极管或其他精细的光电二极管结构的读取速度更快。
佳能的团队报告称，他们的系统捕获光电二极管转移电子的速度也很快，在与以前的光电二极管相同的时间间隔下，能够捕获多达12.1万个电子，是早期同类系统的2倍多。
“对于在垂直和水平方向应用自动对焦，人们都有着强烈的需求。”白须大辉说，“为了解决这个问题，我们推出了两种类型的像素，其中一种适合检测这些水平模式。”
他补充道，采用影像行业已经广泛使用的工艺来制造传感器应该是可能的。不过佳能还不能预估这项技术可能何时出现在商业系统中。
文章来源于悦智网，作者Lucas Laursen
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