2013年7月佳能发布了新一代中级单反EOS 70D。作为EOS 60D的升级机型，EOS 70D搭载了新的图像传感器和影像处理器。对焦方面EOS70D与EOS 7D相同。机身背面搭载触摸旋转LCD且内置Wi-Fi功能，此外还支持多重曝光，HDR等功能。最重要的是这款相机支持Dual Pixel CMOS AF(全像素双核CMOS AF)新技术。
佳能EOS 70D
单纯从规格来看佳能EOS 70D颇有些以下犯上的意思，多项性能与EOS 7D持平甚至超越。如果EOS 70D仅仅是一款趋近EOS 7D的机型，那么此次升级就显得很常规化了，事实上该机搭载的Dual Pixel CMOS AF技术是非常具有革命性的。
一．数码单反即时取景下对焦速度成难题
那么什么是Dual Pixel CMOS AF？要了解Dual Pixel CMOS AF，我们首先要了解单反相机相位侦测自动对焦的原理 ：
数码单反相机切面图
数码单反相机在使用光学取景器拍摄时，光线从镜头进入相机，由于AF检测模块装在反光镜箱底部，AF单反机的反光镜有一块比较小的副反光镜。主反光镜的中央部分是半透明的，让光线通过这一部分而进入副反光镜，副反光镜再将光线反射至独立的AF检测模块上。
再说AF检测模块，该模块含有线性传感器（CCD感光元件），当调焦准确时，经过分离镜片生成的两束光线投影在CCD阵列上的距离是一定的，从而CCD(记住这是一个阵列)上被光束照射所产生的电荷的那一对CCD元件的位置也是固定不变的。这对CCD元件之间的距离在照相机设计时已经制定好了，作为焦点检测的基准。
透镜分离相位检测原理图
调焦准确时见图中(a)，我们用AB来表示作为基准的一对CCD元件之间的距离。当调焦不准时，有两种可能性。一种是镜头焦点在被摄体之前，见图中(b)。此时受光的两只CCD元件之间的距离短于AB；另一种情况是镜头焦点在被摄体之后，见图中(c)，此时受光的两只CCD元件之间的距离长于AB，根据受光的一对CCD元件之间的距离，就能鉴别出焦点是否准确。从而判断镜片移动量和方向实现自动对焦。这种方式首先硬件上需要一个独立的AF检测模块，其次需要通过反光镜反射给该模块光线进行工作。
然而在实时取景模式下，由于主成像CMOS图像传感器进行光电转换取景，反光镜需要抬起，这样对焦模块就得不到反射的光线，无法工作。大多数数码单反相机此时只能依靠反差检测自动对焦。
反差检测自动对焦系统的原理是根据焦点处画面的对比度变化，寻找对比度最大时的镜头位置，也就是准确对焦的位置。对焦过程中随着对焦镜片开始移动，画面逐渐清晰，对比度开始上升，当画面最清晰，对比度最高时，其实已经处于合焦状态，但相机并不知道，所以会继续移动镜头，当发现对比度开始下降。进一步移动镜片，发现对比度进一步下降，相机知道已经错过焦点，镜片回退至对比度最高的位置，完成对焦。这个过程需要反复“确认”造成对焦速度下降。
简单来说就是相位检测对焦快且坚决，而反差检测对焦慢且犹豫。那么现在问题来了如果是传统单反相机只有使用光学取景器取景才可以使用快速的相位检测对焦，如果想使用LCD显示屏取景拍摄或者录像就只能使用缓慢的反差检测对焦……
二．Dual Pixel CMOS AF比Hybrid CMOS AF如何？
EOS650D采用的Hybrid CMOS AF（700D、EOS M还在沿用）
面对这个问题各大相机厂商都不断改进，其中佳能正是当中的佼佼者。2012年佳能首先在EOS 650D上应用了Hybrid CMOS AF。所谓Hybrid CMOS AF技术是将图像感应器上的部分像素作为相位检测自动对焦感应器使用（相当于前文提到的线性CCD传感器），相位检测前文笔者提到了，它可以迅速判断镜片移动量和方向，不过Hybrid CMOS AF 最终还是要通过反差检测自动对焦合焦。
EOS 100D搭载的Hybrid CMOS AF II（EOS M2也搭载该对焦技术）
2013年佳能推出EOS 100D搭载的Hybrid CMOS AF II只是有效范围从I代的约35%扩大至约80%。简单来说Hybrid CMOS AF中的相位检测仅仅是起辅助作用，算是速度上的“助推器”，但最终“拍板”依旧是缓慢的反差侦测。
为了让AF更快更实用，其实只要能增加自动对焦像素的数量并提高相差检测自动对焦的精度就可以，那样就不再需要反差侦测自动对焦了。说来简单，显然让过多的专用像素去执行相位侦测任务，这些专用像素又不具备图像捕捉能力，那就无法保证画质，只能通过数据处理补偿图像，两者要兼顾专用相位侦测像素在数量上就要有所限制，而EOS 70D的Dual Pixel CMOS AF(全像素双核CMOS AF)从根本上解决了这个问题。
那么该技术与Hybrid CMOS AF 有什么不同？两种技术差异就在于最终合焦的检测方式！Hybrid CMOS AF最终还是依靠反差检测判断合焦。而Dual Pixel CMOS AF（全像素双核CMOS AF）仅使用图像传感器相位检测自动对焦，因此可实现高速对焦。且提升了伺服自动对焦的追踪性能 ，拍摄短片时也能流畅地持续对焦。
三种对焦方式对比
速度能快多少？据佳能官方声称EOS 70D的“Dual Pixel CMOS AF”与搭载了“Hybrid CMOS AF II ”的EOS 100D相比，可实现约30%的对焦速度提升，而且短片伺服自动对焦性能的改进可获得平滑的追踪对焦表现，面对快速移动的主体也能应对。
Dual Pixel CMOS AF每个像素中都配置了2个光电二极管
Hybrid CMOS AF的像素实际并未分成两部分。
那么这一切是如何实现的呢？这是结构上的不同！Dual Pixel CMOS AF技术是在图像传感器上的每个像素中都配置了2个光电二极管，且对应同一个微透镜（以往的图像传感器一个光电二极管对应一个微透镜）。在自动对焦时，一次同时可获得2个信号（A像和B像）。通过比较A像和B像的视差信号计算出镜头的驱动量和驱动方向（原理前文独立AF检测模块类似）。
相机将光电二极管A信号与B信号相互重合的状态判断为合焦
偏前（后）都会出现偏差
而在拍摄图像时，两个光电二极管又将汇合各自的图像信号作为一个像素进行输出。因此，自动对焦和成像功能得以同时结合在一个像素中，且图像传感器上所有像素都实现了这一改进，可从图像传感器上全部有效像素获取信息用于相位自动对焦。既保持了画质又增加了可用于自动对焦的像素数量。
对焦有效覆盖面积大幅扩大
简单来说，以往产品是图像感应器上的部分像素作为相位检测自动对焦感应器使用，可这些像素是不参与成像的，属于有效像素之外的冗余像素，但这样终究是见缝插针，参与对焦的像素数量有限（过多影响画质），覆盖面小。而EOS 70D的图像传感器，集成了约4030万光电二极管，所有像素均是对焦/成像两用，提高了像素使用效率，对焦时可全员出动。即时取景拍摄时，覆盖图像拍摄区域可达约80% (垂直) x 80% (水平)。自动对焦有效范围比光学取景器的更大。
三，LCD化身第二“取景器”
EOS 70D采用与EOS 700D类似的翻转触摸屏
Dual Pixel CMOS AF技术解决了数码单反在即时取景下对焦慢的问题。此外，EOS 70D还搭载了触控翻转液晶屏，该配置解决了取景角度和对焦选择的问题。以往的产品虽然具备翻转屏和触控，但最终决定实用性的是AF速度。如今快速的Dual Pixel CMOS AF让翻转屏触控拍摄实用性明显提升！
四，双核AF让 EOS 70D变身简单DV
数码单反相机从EOS 5D Mark II就开始支持拍摄1080p全高清短片。但由于数码单反相机在即时取景下AF能力较差，造成数码单反相机拍摄短片只适用一些专业人士。拍摄运动体的短片，需要跟焦员手动对焦。在拍摄开始之前，跟焦员会拿皮尺量好机器和焦点的距离，并且熟知摄像机/数码单反相机走到轨道哪里的时候焦点应该在哪里（演员需要熟悉走位）。对于跟焦员来说最大的挑战是拍摄过程中的一些不确定因素，例如演员在表演时走位没有到达预计的位置，就非常考验跟焦员的目测和手感。
我们可以看到这样的技术要求对于大众来说门槛太高，而且平时很多拍摄多是不确定运动轨迹，很难用数码单反相机像普通家用DV一样拍摄。如今EOS 70D将这种想法成真。
我们知道大多单反镜头主要是用于拍摄静止图像，对焦时非常迅速。但是，在拍摄短片时有必要将对焦速度变低。静止图像可一次性迅速对焦，但短片需要控制对焦速度，通过逐渐移动合焦位置来达到适合短片拍摄的平滑对焦效果。佳能针对短片的调校，在进行短片伺服自动对焦拍摄时“Dual Pixel CMOS AF”将支持所有的EF镜头，兼容性也是非常好的。
另外，短片拍摄中自动对焦追踪性能也得到了显著改进。实现了平滑的短片伺服自动对焦，效果与视频摄像机相同。比如设置成面部追踪时，能切实追踪面部。EOS 70与配备了导螺杆型单元的STM镜头搭配时，拍摄视频更为理想，焦点移动平滑，驱动声音更为安静，不会影响音频录制。
总结
事实上，要实现了Dual Pixel CMOS AF并非易事，首先是工艺，如果只是简单地在光电二极管间植入某个元件实现双重结构，会对数码单反相机所特有的背景虚化等成像性能有所影响。佳能为了保证画质解决了这一问题。CMOS图像感应器除配置了2个光电二极管之外，还要进行多项改良措施以提升画质。在半导体生产流程中引进精细加工工艺的同时，在各像素表面配置了提高聚光率的微透镜，并缩短了和光电二极管之间的距离，提高了光电二极管的光电转换效率。另外还改良了像素内的增幅器，通过提高信噪比实现了高感光度、低噪点和宽广的动态范围。其次是专用处理器及全新算法，在Dual Pixel CMOS AF时自动对焦信号，其信息量是图像感应器上有效像素数的两倍。佳能为了缓解影像处理器的压力增加了专用处理器预处理数据。算法上虽然是相位检测方式，但终究与独立AF模块不同，新算法需要在不同场景下进行测试，同时为了保证兼容性也需要与众多EF镜头搭配进行测试。
这项具有革命性的技术的诞生并不容易，但带来的好处是很多的。它改变了数码单反相机取景拍摄的习惯，提升了数码单反相机的录像的易用性。
数码单反相机发展至今，光学取景器之外的LCD屏幕一直是不少厂商盯着的突破点。早年数码单反开始支持LV（即时取景）拍摄，然而由于对焦不好，对于用户来说这个功能属于鸡肋。后来一些机型搭配了翻转屏，再次燃起不少用户多角度拍摄的热情，但最终还是卡在对焦上。短片拍摄同样存在对焦的问题，我们不能要求每个单反用户都是专业的跟焦员，大众更需要一款像普通DV一样的机器。EOS 70D 的出现恰恰将这些问题一并解决，Dual Pixel CMOS AF是目前最为彻底最为成熟的方案，可以说是未来微型可换镜数码相机和数码单反相机进一步进化的重要技术基础。
