攝像機的自動聚焦機構(gòu)

在動態(tài)圖像的拍攝過程中，攝像機與被攝體之間的距離是經(jīng)常變動的，因此常常會超出景深范圍而導(dǎo)致圖像模糊。為了使圖像保持清晰，就必須不斷改變鏡頭的焦點位置，使圖像始終保持清晰。這種調(diào)節(jié)焦點位置的過程稱為聚焦或?qū)埂?/p>

攝像鏡頭的前端專門設(shè)有一組聚焦鏡片，包括外側(cè)與內(nèi)側(cè)兩個透鏡，通過改變聚焦組鏡片的位置即可達到調(diào)焦的目的。目前攝像機鏡頭的自動聚焦方式很多，大致可分為兩類：一類為主動式聚焦，包括紅外線方式和超聲波方式；另一類為被動式聚焦，較有代表性的有佳能自己研制開發(fā)的“固態(tài)三角測量”系統(tǒng)（SST，Solid State Triangulation）和新近流行的TTL方式。

通常家用攝像機采用的是主動式聚焦，其原理就是當(dāng)鏡頭對準目標時，由裝置在攝像機鏡頭內(nèi)下方的一組發(fā)射器，發(fā)出紅外線或超聲波，經(jīng)被攝物體反射回來后，再由攝像機的紅外線傳感器或超聲波傳感器接收下來，從而測定出距離，根據(jù)測定的距離驅(qū)動攝像機的聚焦裝置聚實焦點。其優(yōu)點是不受光線條件的影響，能在完全黑暗的情況下工作。但不能透過玻璃進行工作，對吸收紅外線或超聲波的物體、遠距離的物體也不能正常工作。

而專業(yè)攝像機多采用被動式聚焦。SST方式的原理是：來自被攝體的光線分別經(jīng)過固定反光鏡和可動反光鏡后，再反射到兩個透鏡及一個三角棱鏡，分別照射在檢測傳感器上，使之變換成電信號。再由微電腦處理器對所得到的信息進行分析，計算出與被攝物體之同的距離，控制鏡頭的聚焦電動機進行聚焦工作。TTL方式的結(jié)構(gòu)相對簡單：直接從攝像鏡頭后面的CCD傳感器取出視頻信號，再經(jīng)微機處理，根據(jù)這些返回的數(shù)據(jù)來調(diào)整透鏡的自動對焦機構(gòu)。有遠距離聚焦正確，對焦沒有視差等優(yōu)點，不足之處是當(dāng)光線太暗和被攝體反差低時不能正常工作。

攝像聚焦操作

通常情況下，保證拍攝畫面的清晰是攝像最基本的要求之一，而聚焦調(diào)節(jié)是保證圖像清晰度最重要的一環(huán)，攝像機聚焦的過程就是對圖像清晰度調(diào)節(jié)的過程。

在實際操作過程中，一般都是將變焦距鏡頭推到廣角位置（W）再進行聚焦，因這時景深范圍大，可以很容易地將焦點聚實。我們通過取景器觀察圖像的清晰度情況，直到滿意為止。聚實焦點之后，再推拉變焦拉桿將鏡頭調(diào)整到所希望的構(gòu)圖景別上，焦點在變焦過程中不會變化。而采用攝遠位置（T），對焦較為困難。特別是在近距離拍攝時，一定要將鏡頭調(diào)節(jié)為焦距最大的位置。

目前所有的攝像機，都具有自動聚焦功能，稍高級一點的也加上了手動聚焦功能。在自動狀態(tài)下基本能滿足大多數(shù)環(huán)境下的拍攝，除非你是一個經(jīng)驗老道的攝像師，否則還是先依靠攝像機自動系統(tǒng)為好。

但是，我們知道自動聚焦系統(tǒng)并不是萬能的，各種方式的自動聚焦都有各自的特點，同時也都有其一定的局限性，許多情況下還需要靠手動來聚焦。例如下圖當(dāng)主要的被拍攝物偏離畫面中心處于畫面邊緣時，使用手動聚焦的方法是：先將自動聚焦切到手動，對準被拍攝物使其位于畫面的中央，并調(diào)節(jié)清晰度到最佳，再利用鎖定功能將焦距鎖定在固定位置，再重新構(gòu)圖，回到原始位置。

自動聚焦系統(tǒng)受被攝體亮度的影響很大。光線充足時，自動光圈縮小，景深變深，對焦范圍變寬，對焦容易。這種情況下，被拍攝體移動或進行移攝、搖攝時，不會出現(xiàn)焦點不實現(xiàn)象；而在拍攝照明暗的被攝體時，由于鏡頭光圈大開，景深變淺，聚焦會困難。最好的解決方法是增加被攝體的照度。

自動聚焦的問題

攝像機的自動焦點裝置一般是以畫面中央為調(diào)焦基準的。只有畫面中央很小范圍是自動焦點的檢測范圍，這一小范圍內(nèi)的物體的焦點能夠自動聚實，也就是說如果被攝物體不在畫面中央這一范圍內(nèi)，自動聚焦就會出現(xiàn)偏差。另外，自動聚焦系統(tǒng)受光線、亮度、被攝物等條件的影響很大，在一些特殊情況下會出現(xiàn)聚焦偏差，因此在這些場合最好還是使用手動聚焦比較保險。

自動聚焦系統(tǒng)對于下述目標或在下述拍攝條件下，自動焦點裝置往往會發(fā)生錯誤判斷，如果出現(xiàn)自動聚焦困難，需要使用手動聚焦：

1、遠離畫面中心的景物無法獲得正確的對焦。這是由于自動聚焦系統(tǒng)是以圖像的中心為準進行調(diào)節(jié)的。

2、所拍攝的物體—端離攝像機很近，另一端離得很遠。攝像鏡頭是有一定景深的，對于超出其景深范圍的被拍攝物，攝像機不能聚焦于一個同時位于前景和背景的物體。

3、拍攝—個位于骯臟、布滿灰塵或水滴的玻璃后面的物體。這是因為會聚焦于玻璃．而不會聚焦于玻璃后面的物體。

玻璃窗前拍攝請貼緊玻璃拍攝，

4、拍攝在欄柵、網(wǎng)、成排的樹或柱子后的主體時，自動對焦也難以奏效。

5、拍攝—個在暗環(huán)境中的物體。由于進入鏡頭的光線大大下降，攝像機不能正確聚焦。

6、拍攝表面有光澤、光線反射太強或周圍太亮的目標物。由于攝像機聚焦于表面光滑或高反光物體，被攝目標會模糊不清。

7、拍攝快速運動物體的對焦較難。由于聚焦鏡頭內(nèi)部是機械式運動，不可能與快速移動物體保持同步。當(dāng)系統(tǒng)追蹤拍攝時，會使得景物波動于失焦和準焦兩種狀態(tài)。

8、在移動物體后面的目標物。自動聚焦系統(tǒng)會把移動物體誤認為是被拍攝目標而進行聚焦。

9、拍攝反差太弱或無垂直輪廓的目標物。由于攝像機聚焦實現(xiàn)是建立在圖像的垂直線方向的反差物體，如一面白墻可能會變的模糊不清。

10、在下雨、下雪或地面有水時，自動對焦系統(tǒng)可能不能正確聚焦。

11、如果你的攝像機是以紅外線或超聲波的方式自動聚焦的，當(dāng)被攝體能吸收紅外線或超聲波時對焦困難；被攝體距離太遠紅外線或超聲波達不到被攝體時對焦困難。