首先先来简单讲一下定义。

相位对焦（Phase Detection Auto Focus，缩写* PDAF*）是一种基于光学相位差检测的自动对焦技术，其核心原理是通过分析光信号的相位差异快速定位焦点位置。

z 相位对焦概述

相位对焦的工作原理实际上和人的双眼有点像。

人在通过双眼观看事物的时候，会通过两只眼睛同时观察，通过两只眼睛看到的像差来判断事物的远近。

相位对焦的工作原理也有点类似。

在相位对焦时，主要的工作步骤可以分为分光——计算相位差——移动镜片对焦。

接下来，我们就来详细讲解一下。

a 光路分离和传感器接收

在光线通过镜头射入相机时，会经过镜头内的特殊透镜，这种透镜会将入射光分为两部分。

实际设计中，可能会通过分光镜、感光元件上的遮蔽像素点或专用相位检测传感器实现。

虽然这些光线来自相同场景，但是会由于传输路径不同，产生细微的相位差（从成像效果上看，相位差体现为成像时不完全重叠），这两束光线分别投射到传感器不同区域，形成两个独立成像点。

（合焦状态下无相位差，如下：）

b 相位差计算和移动镜头

在上一步中，我们已经通过分光，得到了两束不同的光线。这两束光线分别投射到传感器不同区域，形成两个独立成像点。当未合焦时，两束光线的成像位置会存在偏移（相位差）：

得到相位差后，系统通过计算，直接确定镜片需要移动的方向和距离。对焦马达根据计算结果，一次性驱动镜片至目标位置，避免反复调整。

事实上，如果需要更精确的对焦，这里还会使用CDAF进行微调。

我们把动图放出来，可以看看对焦的过程。

02 相位对焦的特点和局限性

a 优点

先说说相位对焦的优点。

对焦速度极快。正如上文所述，相位对焦仅需单次计算即可完成对焦，适合拍摄动态场景（如运动、野生动物等需要快速合焦的场景），在光线充足时对焦速度可达毫秒级。

处理器负担小。相位对焦仅需单次计算，（相对CDAF）无需逐帧分析对比度，减少算法计算量，提升系统的性能、降低相机功耗。

连续追焦能力强。在视频拍摄或连拍模式下，相位对焦可实时追踪移动物体，保持焦点稳定。

b 局限性

当然，相位对焦也有自己的局限性。

弱光环境表现差。如上文所述，相位对焦时需要将光线一分为二成像后计算相位差，因此这种对焦方法依赖足够的光线强度，在暗光或低对比度场景下可能出现对焦失败或延迟。

硬件复杂度高。相位对焦需专用传感器或遮蔽像素设计，增加制造成本和传感器面积占用。这也体现在产品的价格上。

c 应用场景

由于相位对焦在强光下对焦速度快、连续追焦能力好，一般用于体育赛事、野生动物拍摄等需要快速捕捉瞬间动作的高速摄影中。

同时，由于相位对焦的连续追焦能力好，也常用于在动态视频中实现平滑追焦，避免出现画面模糊。

03 相位对焦VS反差对焦

接下来，我们对比一下相位对焦和之前提到的反差对焦两种对焦方式。

04 技术发展方向

虽然同样都是相位对焦，随着科技的发展，也逐渐有了更多的发展。

不过核心目标，都是通过增加对焦时使用的像素数量。

例如常用在部分手机、相机上的全像素双核对焦（DPDAF）技术，就是通过将每个像素拆分为两个独立感光单元的方法，来将对焦范围覆盖全画幅传感器，显著提升对焦精度和速度。

除此之外，通过和其他对焦系统进行混合对焦、通过机器学习算法预测物体运动轨迹提高对焦成功率，都是未来的技术改进点。

05 总结

简单总结一下。

相位对焦靠计算，一步到位对好焦。

光线入射一分二，分别成像看差距。

两像重合为合焦，如有差距为相差。

通过相差算距离，根据距离镜片移。

光线强时对焦快，连续对焦效果好。

弱光环境效果差，特殊构造成本大。

对焦技术有千秋，合作使用才最优。