1. 相機(jī)鏡頭對(duì)焦原理

對(duì)于離鏡頭遠(yuǎn)近不同的物體，通過(guò)鏡頭后要在固定的位置清晰成像就需要進(jìn)行對(duì)焦(調(diào)焦)。直觀來(lái)說(shuō)當(dāng)鏡頭調(diào)好焦距后，被攝體就會(huì)特別清晰。傳統(tǒng)相機(jī)絕大部分鏡頭的對(duì)焦方式都是改變菲林面與鏡片之間的距離，在取景時(shí)若人為用手來(lái)調(diào)整此距離就被稱為手動(dòng)對(duì)焦方式。數(shù)碼相機(jī)鏡頭在光學(xué)原理上與傳統(tǒng)相機(jī)沒(méi)有任何不同，只不過(guò)在焦平面處將菲林換成了CCD而已。在相機(jī)發(fā)明后的大部分時(shí)間中，都采用手動(dòng)對(duì)焦的方式，直到本世紀(jì)六十年代后期，微電子技術(shù)大發(fā)展并在相機(jī)上加以應(yīng)用后，才出現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的概念。相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦是一個(gè)復(fù)雜的光電一體化的過(guò)程，簡(jiǎn)單說(shuō)其基本原理是將物體反射的光讓相機(jī)上的光電傳感器接受，通過(guò)內(nèi)部智能芯片處理，帶動(dòng)電動(dòng)對(duì)焦裝置進(jìn)行對(duì)焦。目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦，都采用被動(dòng)式:即直接接收分析來(lái)自景物自身的反光,利用相位差原理進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的方式。這種自動(dòng)對(duì)焦方式的優(yōu)點(diǎn)是自身不要發(fā)射系統(tǒng)，因而耗能少，有利于小型化。對(duì)具有一定亮度和反差的被攝體能理想的自動(dòng)對(duì)焦，在逆光下也能良好的對(duì)焦，且能透過(guò)玻璃等透明障礙物對(duì)焦。個(gè)別高檔數(shù)碼相機(jī)也同時(shí)結(jié)合了主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦方式，即相機(jī)上有紅外線或超聲波甚至激光發(fā)生器，發(fā)出紅外光或超聲波到被攝體，相機(jī)上的接受器接受反射回來(lái)的紅外光或超聲波進(jìn)行對(duì)焦，其光學(xué)原理類似三角測(cè)距對(duì)焦法。主動(dòng)式對(duì)焦由于是相機(jī)主動(dòng)發(fā)出光或波，所以可以在低反差、弱光線下對(duì)焦，而且對(duì)細(xì)線條的被攝體和動(dòng)體都能自動(dòng)對(duì)焦。恰好彌補(bǔ)了被動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦的不足。

1、菲林就是我們通常說(shuō)的膠片，早期直譯成菲林;

2、“在焦平面處將菲林換成了CCD而已”不準(zhǔn)確，是換成電子感光器件，包括CCD、CMOS等，而且高檔單反也有用CMOS的;

3、主動(dòng)式對(duì)人攝影不可能用激光發(fā)生器的，那樣可能會(huì)對(duì)人造成傷害;

4、主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦超聲波不用光學(xué)原理，而是靠測(cè)返回波的時(shí)間來(lái)測(cè)距對(duì)焦的;

5、現(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)都有光學(xué)測(cè)距裝置，只是用電子方式顯示而已;

6、在單反機(jī)上都保留和膠片機(jī)一樣的光學(xué)測(cè)距裝置和使用程序。

2. 相機(jī)鏡頭對(duì)焦原理圖解

相機(jī)和鏡頭都有關(guān)系

相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦快還是慢是由相機(jī)鏡頭決定的，還是由相機(jī)機(jī)身決定的，其實(shí)答案很簡(jiǎn)單，是由相機(jī)鏡頭和機(jī)身共同決定的，因?yàn)橹灰聪鄼C(jī)的自動(dòng)動(dòng)焦原理就明白了。

這就好比說(shuō)你跑的快是由你的腿決定的還是你的大腦決定的？沒(méi)腿的人不是跑的快不快的問(wèn)題，而是能不能跑的問(wèn)題，反之一個(gè)道理。

3. 相機(jī)鏡頭對(duì)焦原理圖

原理:對(duì)于離鏡頭遠(yuǎn)近不同的物體，通過(guò)鏡頭后要在固定的位置清晰成像就需要進(jìn)行對(duì)焦（調(diào)焦）。直觀來(lái)說(shuō)當(dāng)鏡頭調(diào)好焦距后，被攝體就會(huì)特別清晰。

傳統(tǒng)相機(jī)絕大部分鏡頭的對(duì)焦方式都是改變菲林面與鏡片之間的距離，在取景時(shí)若人為用手來(lái)調(diào)整此距離就被稱為手動(dòng)對(duì)焦方式。數(shù)碼相機(jī)鏡頭在光學(xué)原理上與傳統(tǒng)相機(jī)沒(méi)有任何不同，只不過(guò)在焦平面處將菲林換成了CCD而已。

4. 相機(jī)鏡頭自動(dòng)對(duì)焦原理

基本原理是通過(guò)往返調(diào)焦來(lái)搜索最佳像質(zhì)(能量集中度高)的焦距位置(如，苑嘉輝等人2017年在《天文研究與技術(shù)》期刊發(fā)布的《基于能量集中度的廣角望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)調(diào)焦快速清晰度評(píng)價(jià)算法》)，這類基于圖像清晰度的調(diào)焦方法需要統(tǒng)計(jì)大量圖像中像點(diǎn)的輪廓，計(jì)算量比較大、工作效率較低，如果僅統(tǒng)計(jì)圖像局部區(qū)域的像質(zhì)容易造成以偏概全，引起調(diào)焦過(guò)度。

5. 單反相機(jī)鏡頭自動(dòng)對(duì)焦原理

從基本原理來(lái)說(shuō)，自動(dòng)對(duì)焦可以分成兩大類：一類是基于鏡頭與被拍攝目標(biāo)之間距離測(cè)量的測(cè)距自動(dòng)對(duì)焦，另一類是基于對(duì)焦屏上成像清晰的聚焦檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦。

測(cè)距自動(dòng)對(duì)焦

測(cè)距自動(dòng)對(duì)焦主要有紅外線測(cè)距法和超聲波測(cè)距法。

紅外線測(cè)距法 該方法的原理是由照相機(jī)主動(dòng)發(fā)射紅外線作為測(cè)距光源，并由紅外發(fā)光二極管間構(gòu)成的幾何關(guān)系,然后計(jì)算出對(duì)焦距離。

超聲波測(cè)距法 該方法是根據(jù)超聲波在數(shù)碼相機(jī)和被攝物之間傳播的時(shí)間進(jìn)行測(cè)距的。數(shù)碼相機(jī)上分別裝有超聲波的發(fā)射和接收裝置，工作時(shí)由超聲振動(dòng)發(fā)生器發(fā)出持續(xù)超聲波，超聲波到達(dá)被攝體后，立即返回被接收器感知,然后由集成電路根據(jù)超聲波的往返時(shí)間來(lái)計(jì)算確定對(duì)焦距離。

紅外線式和超聲波式自動(dòng)對(duì)焦是利用主動(dòng)發(fā)射光波或聲波進(jìn)行測(cè)距的，稱之為主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦。

6. 相機(jī)相位對(duì)焦原理

對(duì)比檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的原理是根據(jù)焦點(diǎn)處畫面的對(duì)比度變化，尋找對(duì)比度最大時(shí)的鏡頭位置，也就是準(zhǔn)確對(duì)焦的位置。

對(duì)焦過(guò)程：隨著對(duì)焦鏡片開(kāi)始移動(dòng)，畫面逐漸清晰，對(duì)比度開(kāi)始上升；當(dāng)畫面最清晰，對(duì)比度最高時(shí)，其實(shí)已經(jīng)處于合焦?fàn)顟B(tài)，但相機(jī)并不知道，所以會(huì)繼續(xù)移動(dòng)鏡頭，當(dāng)發(fā)現(xiàn)對(duì)比度開(kāi)始下降。進(jìn)一步移動(dòng)鏡片，發(fā)現(xiàn)對(duì)比度進(jìn)一步下降，相機(jī)知道已經(jīng)錯(cuò)過(guò)焦點(diǎn)；鏡片回退至對(duì)比度最高的位置，完成對(duì)焦。

　相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦：

　　相位檢測(cè)對(duì)焦比反差對(duì)焦多出一些硬件部分。包括一個(gè)分離鏡頭(和線性傳感器圖像通過(guò)分離鏡頭分離出2個(gè)圖像，然后通過(guò)線性傳感器檢測(cè)出兩個(gè)圖像之間的距離。

現(xiàn)代相位檢測(cè)對(duì)焦系統(tǒng)中的傳感器部分比上面的要復(fù)雜很多，一般是組合多個(gè)不同方向的線性傳感器，形成多方向的反差檢測(cè)。這些多出硬件部分無(wú)疑增加成本，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜。

鏡頭進(jìn)來(lái)的光線，大部份向上反射到五菱鏡，再送到觀景窗，一部份穿過(guò)反光鏡，再向下反射送給對(duì)焦模塊可以看到反光鏡后，向下分光反射給對(duì)焦模塊的鏡片

由于對(duì)焦過(guò)程是在拍攝之前，而且會(huì)將原光束進(jìn)行分離。所以最終到達(dá)線性傳感器上的光線會(huì)變得很弱。所以這種對(duì)焦方式對(duì)原始光線的要求會(huì)比較高。光線不足會(huì)很大程度的減弱對(duì)焦的成功率和速度。這也是對(duì)焦系統(tǒng)有光圈要求以及一些單反相機(jī)具備對(duì)焦輔助燈的原因。

相比反差式的需要來(lái)回多次“錯(cuò)過(guò)”準(zhǔn)確焦點(diǎn)的位置來(lái)對(duì)焦的方式，相位式對(duì)焦在一開(kāi)始的時(shí)候就可以通過(guò)相位檢測(cè)的信號(hào)來(lái)判斷當(dāng)前的焦點(diǎn)位置是靠前還是靠后。并且準(zhǔn)確的告訴鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊，應(yīng)該將鏡片向哪個(gè)方向移動(dòng)。而且在準(zhǔn)確焦點(diǎn)位置的時(shí)候，相位檢測(cè)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的知道當(dāng)前已經(jīng)處于合焦?fàn)顟B(tài)。不需要再重復(fù)來(lái)回移動(dòng)對(duì)焦鏡片組。所以在速度上會(huì)比反差式對(duì)焦快很多。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)相位偵測(cè)對(duì)焦更快但是對(duì)光線要求較高，對(duì)比偵測(cè)對(duì)焦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、硬件少、光線要求低但會(huì)“猶豫”對(duì)焦慢。兩者各有其優(yōu)勢(shì)。

7. 鏡頭對(duì)焦的原理

光學(xué)對(duì)焦就是物體、焦點(diǎn)和鏡頭三項(xiàng)的位置發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生的效果，主要表現(xiàn)在讓人感覺(jué)物體在遞進(jìn)。

光學(xué)對(duì)焦的原理就是相機(jī)是將焦距大小進(jìn)行改變之后來(lái)改變圖像大小的。在光學(xué)變焦的相機(jī)當(dāng)中，感光元件固定不動(dòng)，然后移動(dòng)鏡片，就相當(dāng)于焦點(diǎn)在移動(dòng)。當(dāng)焦點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，感光元件的距離也在改變，這樣就會(huì)造成焦距變化，然后帶來(lái)了圖像大小的改變。

光學(xué)變焦的最大特點(diǎn)是，圖像放大之后像素是不會(huì)改變的。光學(xué)變焦只是改變了光纖傳輸?shù)木嚯x，光線本身沒(méi)有變化。就像一個(gè)人，走一千米和走兩千米之后并沒(méi)有變化。既然光線沒(méi)有變化，那么焦距改變之后的呈現(xiàn)出來(lái)的圖像也就沒(méi)有變化。

相機(jī)中除了光學(xué)變焦之外還有數(shù)碼變焦。數(shù)碼變焦最基本的原理就是將一張已經(jīng)固定的照片在進(jìn)行放大?？傮w來(lái)說(shuō)，光學(xué)變焦就相當(dāng)于把物體直接拉近讓你看得更清楚，而數(shù)碼變焦只是相當(dāng)于把一張已經(jīng)拍攝好的圖片放大而已。

8. 相機(jī)的對(duì)焦原理

單反鏡頭有調(diào)焦和對(duì)焦的功能。調(diào)焦lz應(yīng)該很清楚了，就是通過(guò)調(diào)節(jié)透鏡組間距來(lái)改變鏡頭的焦距。對(duì)焦也是改變透鏡組相對(duì)距離，擰動(dòng)對(duì)焦環(huán)，鏡頭的主面發(fā)生變化。如果lz玩過(guò)微距鏡頭就知道了，對(duì)焦的時(shí)候鏡頭伸出來(lái)很長(zhǎng)，主面往后調(diào)整，成像在CCD上面近似1:1的放大倍率。

自動(dòng)對(duì)焦（Auto Focus）是利用物體光反射的原理,將反射的光被相機(jī)上的傳感器CCD接受，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，帶動(dòng)電動(dòng)對(duì)焦裝置進(jìn)行對(duì)焦的方式叫自動(dòng)對(duì)焦.它多分為二類：

一是主動(dòng)式，另一個(gè)則是被動(dòng)式。