为什么无反光镜相机比使用实时取景的单反相机具有更快的自动对焦？

对于2013年初的相机，由于对焦速度较慢，因此在单反相机上使用对比度检测自动对焦（即大多数单反相机的实时取景）通常仅适用于静态或接近静态的对象，这已被普遍接受。另一方面，当前最好的无反光镜相机（此处经常引用Olympus OM-D E-M5）具有自动对焦系统，如果不能完全达到相位检测的性能，则可以更快地实现对焦锁定自动对焦系统。

我的理解是两个系统都使用相同的技术，为什么在实时取景模式下无反光镜相机的自动对焦系统比单反相机快得多？是否针对无反光镜系统的镜头针对CDAF的快速性能进行了优化？如果是，那么这些优化是什么？

编辑：作为对答案的回答之一，我没有考虑像尼康1系列或佳能EOS M这样的相机由于在传感器中使用了相位检测元件而具有更快的自动对焦；我了解使用完全不同的技术将如何改善性能-在此我感兴趣的是某些制造商如何使对比度检测自动对焦比单反相机明显更快。类似的推理适用于Sony SLT系列，因为它再次使用了PDAF而不是CDAF。

主要原因是DSLR镜头针对相位检测进行了优化。镜片的每个组件都经过精心设计，可快速移动并在精确的拾取瞬间停下玻璃。另一方面，对比度检测最适合使用能够快速切换方向的步进电机，因此您可以前后移动镜头以在图像上获得最高的对比度。

相位检测可立即知道焦点在哪里以及镜头应该移动多少以实现完美对焦。对比度检测需要“找到它”。这迫使镜片制造中采用不同的工程解决方案。

另外，DSLR通常是在事后取景的情况下制作的。大多数制造商都将其视为手动对焦辅助。他们不会尝试为视频创建快速自动对焦，因为他们知道专业的视频摄影师通常会依靠手动对焦（而不是他们有这样的表现……），而摄影师通常还是会使用取景器。因此，它们很少有用于对比度检测的专用处理器，并且如果主CPU忙于聚焦-它的性能将不如专用单元。

同样，您的问题中的陈述也不是完全正确的。索尼的SLT DSLR具有实时取景的自动对焦功能，比无反光镜要快得多，因为SLT设计基本上可以让相机在实时取景期间始终充分利用其PDAF（相位检测自动对焦）传感器。因此，您可以同时使用实时取景获得DSLR品质的AF。此外，较早的索尼数码单反相机还提供了快速自动对焦实时取景 -从未将主镜翻转为实时取景-而是在取景器中使用了辅助传感器，从而使DSLR质量的自动对焦在拍摄照片之前付出了额外的延误（镜子必须翻转）。以捕获照片）。

更新资料

自从最初编写此问题和答案以来，不同类型的相机实现自动对焦的方式以及这些实现的执行级别已发生了很大变化。

现在，许多当前的数码单反相机在实时取景中具有基于成像传感器的混合相位检测/对比度检测自动对焦，在许多当前的无反光镜相机中，它们甚至可以媲美基于成像传感器的自动对焦的性能。尤其是，佳能的双像素CMOS AF在速度和准确性方面的表现都优于许多当前的无反光镜相机。

今天（2017年9月）的最大区别在于，数码单反相机可以提供两种系统中的最佳选择-基于专用AF传感器的相位检测AF 或基于主成像传感器的混合PD / CDAF，可与无反光镜相机媲美-而无反光镜相机可以仅提供第二种选择。

早期的相位检测系统被设计为快速的，即使这意味着牺牲一点精度。在早期的系统中，相机进行了一次观察，确定了焦点需要移动多远，并向镜头发送了一条信息。镜头移动了该数量并停在那里。如果您想微调自动对焦，可以半按以关闭镜头，将快门按钮抬起，然后再半按。由于镜头应减少行进，因此可以产生更精确的聚焦。较新的镜头设计包括镜头将对焦机构的精确位置传达给相机的方法。这导致更精确的聚焦，而几乎没有速度损失。

随着照相机的处理能力的提高，对比度检测焦点的速度稳步提高。由于对比焦点需要几个测量和移动周期，因此相机每秒可以处理的步数越多，执行这些多重计算的速度就越快。专为无反光镜相机设计的新型镜头经过优化，可以使用对比度检测进行对焦，或者使用成像传感器将对比度和相位检测焦点结合在一起的混合镜头。尽管数码单反相机制造商主要集中在为相位检测焦点构建改进的聚焦阵列上，但无反光镜制造商在改善对比度检测焦点上付出了更多的努力。

lensrentals.com上的Roger Cicala最近写了一系列有关对焦性能的文章，内容非常详尽，涉及到其中一些问题。有很多材料要经过，但我发现它很有趣。

http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-1-center-point-single-shot-accuracy http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus -reality-part-ii-1-vs-2-and-old-vs-new http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-3a-canon-lenses http：// /www.lensrentals.com/blog/2012/08/autofocus-reality-part-3b-canon-cameras http://www.lensrentals.com/blog/2012/09/autofocus-reality-part-4-nikon-全画幅

这只是优化的一种情况。这些相机上使用的传感器已经过优化，可以执行有效的自动对焦。一些使用对比检测，而另一些甚至具有相位检测传感器。

在OM-D E-M5的情况下，它使用Contrast-Detect，它基本上是一个可测量局部对比度，移动镜头并重复直到找到最大对比度的循环。最新一代的传感器以240 Hz的频率执行此迭代，并进行处理以相应地快速分析数据。奥林巴斯对使其比数码单反相机更快的能力充满信心，以至于他们没有考虑片上相位检测。

另一方面，尼康选择使用“相位检测”，这就是为什么他们可以如此快速地对焦。该系统需要的迭代次数要少得多-就像在使用OVF的DSLR上一样-因为所收集的数据将使照相机知道失焦的方向和数量。这不够精确，无法在一个范围内完成，但很快就可以到达。需要注意的一件事是，片上相位检测分离器很小，这就是为什么这些系统不能像低照度下的数码单反相机那样工作的原因。光线不足时，Nikon 1相机将切换为对比度检测自动对焦。

如您所述，镜头对自动对焦速度有影响。密钥在上述循环中。借助对比度检测，相机会以微小的增量连续移动镜头。相比之下（不需要双关语），相位检测会以较大的移动进行大部分聚焦。对于每种特殊情况，必须调整镜头的马达，控件和反馈。对于现代DSLR镜头，许多镜头中使用的超声波马达会对其产生不利影响。

例如，佳能在EOS M上推出了带有线性马达（STM）的镜头，而其高端镜头则配备了超声波（USM）镜头。沿发布版本明确声明，新电动机的设计旨在与EOS M的自动聚焦更好地配合使用，该EOS M在相位检测将焦点放在球场区域之后，使用对比度检测微调AF。