介绍几种常见的对焦基本原理

一、反差对焦

首先我们应该明白一个事实，既图像最清晰的点也是对比度最大的点。相机会驱动镜头，沿着指向被摄物的轴线改变对焦点，并在每个对焦点上获取影像，类似于逐点扫描，先将每一个焦点上获得的影像数字化，数字化后的影像实际是一个整数矩阵，并传递给图像处理器，然后计算反差量，对比筛选出反差最大的，驱动镜头，将焦点放置于反差值最大的焦点上，即得到正确的焦点，并根据反差量最大的值确定是否合焦，即对焦完成。所以反映在用户手机屏幕上时，则是由模糊到清晰再到模糊，最终清晰的“拉风箱”式的过程。这种判断能获得非常高的对焦精度，实际使用也是如此。这种对焦技术被称为反差式对焦。

      反差式对焦不存在预设的对焦点，或者说，满屏任意部分都可用于对焦，它更适合于一些新的技术结合使用，例如配合触摸技术快速更改对焦区域。

影响反差对焦的因素

       反差对焦的过程实质上就是一个简单的求最大值的过程，用程序实现也是一个相对简单的事情，并且对处理器的性能要求也并不高。但为何不同厂家的反差对焦的性能千差万别呢？其中主要原因有三个：

1.采样帧率大小

      假如在算法完全相同的情况下，完成一次对焦需要采样10帧，那采样帧率越高的芯片对焦速度自然就越快。

2.算法优劣程度

       反差对焦算法的基本宗旨是，以最少的采样次数来完成对焦。

3.步进马达与镜头的协调性

      协调性越好，对焦精度也就越高，减少了因错过“最佳对焦点”（也就是上文提到的反差值最大的点）而多次重复对焦的概率。

  

反差对焦的优劣

优点

l物理成本低

      彻底终结了自动对焦子系统，利用感光器配合图像处理器完成，不是单独的子系统，不占用独立的空间。

l对焦精度高

缺点

l对焦速度慢。

l另外，反差对焦也需要场景具备足够的对比度，如果面对纯色等反差不明显的场景，那么反差对焦的成功率也会大打折扣。

二、相位对焦

测距的基本原理

       如何判断一个物体的远近？

      假设有一张障板，障板外有一只鸭子，障板上有两个小孔，如果希望同时通过两个小孔看到鸭子，则必须在两个点上与鸭子、小孔形成直线，这样获得得到了A1、A2的位置，如果挪动鸭子，障板后能看到鸭子的位置会改变，得到了B1和B2。鸭子的位置，让合适的观察位置产生了变化，即造成了AB两组位置的产生，反过来，AB两组的位置结合小孔的位置，可以逆推鸭子的位置，这就是判断焦点距离的最基本原理。

      利用这个原理，相机也可以进行测距，通过控制镜头微调，获取最为清晰的图像。

相位差的形成

       如果把光路简化，可以得到上图这样的光路图，可以看出AB两路入射，B没有在成像面形成清晰投影，相对A路在AF传感器上投影位置也发生了偏移，分别形成了向上和向下偏移。