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要想明白手機攝像頭調焦距離的計算依據，就必須得對Lens有所了解，鏡頭是一個光學元件，深入理解Lens必須具備相應的光學理論基礎（幾何光學、光學設計）。接下來就所涉及的光學知識做一個簡單的介紹。 光學名詞解釋： 景深：在像平面上獲得的成清晰像的空間深度?？梢岳斫鉃橐员粩z物體為圓心的一個橢圓限定的范圍內。成清晰像的最遠平面稱為后景，成清晰像的最近平面稱為前景，景深是前景深和后景深之和。（實質上，景深是由于人眼的分辨能力小于感光片的分辨能力導致的，因為人眼的分辨能力是有限的） 光圈數：攝像頭的焦距/攝像頭的通光口徑 模糊圓（彌散圓）：因為鏡頭像差的存在，物點在像平面上成的是一個彌散圓，只要彌散圓足夠小，在成像平面可以認為成清晰像。 相對孔徑（FNO）：光圈數的倒數。光圈越大景深越小，反之光圈越小景深越大。使用大光圈拍攝時，對焦主體清晰，前后稍遠的景物都被虛化掉，很容易突出主體。反之的話，主體前后清晰的范圍過大，容易讓過于雜亂的前后景分散注意力。這也是鏡頭向大光圈發展的一個原因。 鏡頭焦距（EFL）：鏡頭焦距越長，景深越?。唤咕嘣蕉?，景深越大。 拍攝距離（物距）：距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。
由公式可知：后景深>前景深 調焦測試，是手機攝像頭在后端測試制程中重要的工位，經調焦站位流出的產品有倆個重要的參數已經被確定了下來，就是模組的清晰度和模組的清晰點。這個時候決定模組清晰度的因數是調焦測試規格和調焦測試算法，而不是Lens和sensor等硬件因素了，因為它們已經定型了。我們選用設定的調焦距離決定了攝像頭的清晰點在哪里。調焦距離是由所選的LENS光學設計所決定的，焦距f、物距u、像距v三者關系符合下列公式時，圖像清晰可見。1/f=1/u+1/v。（說明：f固定）例如：Largan 9566A1 Lens的EFL=4.22mm。物距u=3m，像距v=4.226mm。物距u=10cm，像距v=4.406mm。即:拍攝3m的物體和10cm的物體，像距相差0.18mm。所以：以3M的物體為基準調焦后，要拍攝10cm清晰的圖像，只要將Lens移動0.18mm即可（VCM的行程）。對于一個手機攝像頭的鏡頭，可以根據其光學系統，做出景深的精確模擬，得出下圖所示的景深表（Lens廠商可以提供），然后可以根據景深范圍選擇倆段或者三段來達到一定范圍內對焦功能。
目前比較通用的調焦距離參考以下： 后攝：30W---40CM 2M---80CM 5M FF：1.5M 5M AF：5M 8M AF：3M~5M、10M 13M~16M AF：5M、10M 前攝：一般選擇40CM調焦為佳。 隨著越來越高的像素發展，選擇3米~5米調焦已經不能滿足我們對遠距拍攝清晰度的要求，現在很多8M像素以上的攝像頭，調焦距離已經設為5米~10米。甚至是超焦點距離（景深遠點為無窮遠時對應的調焦攝影距離定義為超焦點距離）。當然這對模組廠的制程管控能力也是一種挑戰。另外還有一種方式能更好的抓到遠景的清晰點，就是模組在遠距調焦清晰后再下旋一定的角度（在自動調焦機上是有這個功能的），這樣有很多好處。 備注：L超=(f*f)/ (δ*F) F﹕光圈﹔L﹕對焦攝影距離﹔f﹕鏡頭焦距 δ﹕模糊圓直徑(傳統相機取約D/1000~2000﹐約為0.022~0.044﹐ 其中D為膠片對角線長)(對于數碼相機取PIXEL間距的2倍) 到這里我們就徹底明白了手機攝像頭調焦距離的計算原理，接下來我們再去了解手機攝像頭調焦解析力的計算思路。自動調焦機臺上常見的調焦方式一般有Limit Focus、Best Focus 等類別。 調焦增距鏡（relaylens） 增距鏡的原理：延長焦距至相應倍數。 增距鏡的作用：降低調焦chart高度，縮小調焦chart尺寸。 入瞳距離：增距鏡后表面中心點到LENS上表面的距離，一般為25~40mm，由攝像頭視場角決定，以不出現暗角為前提。 關于ISO12233 （摘自標準） ISO12233中記載的3種測量方法其中一種即視覺分辨率visual resolution標準測量方法。在ISO12233中除了視覺分辨率外，還記載了極限分辨率limiting resolution和空間頻率響應spatial frequency response(SFR)2種。極限分辨率受鋸齒的影響有時會顯示異常高的值，這一點在為了制定本標準而作的實驗中表現得十分明顯。SFR采取將黑/白界限進行傅立葉解析方法，存在離散性較大、與視覺分辨率和極限分辨率會發生背離等缺點。 測量分辨率： 分辨率：resolution 可分辨精細圖案的極限。以畫面每單位高度的條數來表示。 鋸齒：aliasing 采樣頻率小于圖像信號最高頻率的2倍時，在采樣頻率的高次諧波附近 會產生帶波重疊的噪音。 測試圖表：ISO12233分辨率圖標，測試不一定直接使用該圖表。也可自己制作并使用與ISO圖表相同的圖表。此時，必須滿足ISO12233中規定的如下事項(ISO圖表當然滿足這些規定的要求)。 1.白底部分的反射率Rmax與大面積黑色部分的反射率Rmin之比為80＞Rma x/Rmin＞40 2.各個圖案的位置精度相對所規定位置為0.2mm(畫面高度的±0.1％) 3.線寬為±5％ 4.雙曲線圖案K1、K2的最細部分(的白色部分和黑色部分)的反射率比Rmax/Rmin為18以上。但這僅為“推薦”水平。 也可使用透過型圖表。此時上述項目的反射率應解釋成透過率。使用透過型圖表時，用擴散光進行照明。無論是反射型還是透過型，評估用圖案必須呈中性分光特性。 拍攝條件： 光源根據ISO7589的規定，采用“日光”(標準設定)或“鎢絲燈”。對圖表進行充足的照明以確保相機能輸出信號。照明時要保證圖表任何部分與中央區域的照度差異位于±10％的范圍內。要注意不要讓照明光源的光線直接進入相機鏡頭。在圖表周圍放置反射率較低的物體，以便將反射光的影響降到最低。 測量方法： 拍攝上述ISO圖表后，打印或顯示拍攝圖像，對該圖像進行視覺評估并求解DSC（民用靜止照片數碼相機）的分辨率。也可使用可執行與視覺評估同樣處理的軟件進行評估。當下CCM行業對攝像頭模組分辨率的測試都是利用軟件進行評估的，所以下面直接介紹軟件測量的方法。 目測評估分辨率的方法，該方法雖然簡單，但是存在a)個人差異，b)無法保證重復時的再現性，c)受圖像輸出顯示器和打印機的影響等缺點。為了避免這些再現性以及受器材影響的問題，可使用可執行與目測求解視覺分辨率時相同處理的計算機軟件來評估分辨率。用計算機軟件求解分辨率的方案在制定本標準時由委員提案，所提供的軟件經各公司(最終10家公司)測試，結果與目測具有良好的一致性，因此納入了標準測試中。 一、裁剪出ROI 該軟件支持BMP文件格式。用除此以外的格式記錄的圖像數據請事先用適當的圖像處理軟件進行格式轉換。用帶軟件讀出圖像文件，裁剪出視覺分辨率評估圖案部分（ROI）。該測試軟件以楔形線切割主掃描方向來采集數據并進行運算。當楔形線以垂直或45度方向切割時，測試軟件會自動判定數據，進行旋轉后再進行運算。45度旋轉根據具體方法可能會對分辨率產生影響，因此要以如下2點為原則。 1.不進行抽點抽行處理：為避免遺失信息，不進行抽點抽行處理。 2.插值采用前置插值：通過插值生成新的像素時，若將相鄰兩像素平均，黑白之間的像素會變為灰色。生成本來沒有的顏色對分辨率測量產生不良影響，因此插值采用前置插值。
二、主處理---楔形線數變化的檢測 本軟件可把進行目測評估時的以下兩個基準，用軟件方式來進行。 1.將視覺分辨率評估圖案的楔形線數發生變化(如由5條變為→4條)的空間頻率作為分辨率。單位以畫面中每高度的條數來表示。 2.觀察時，請務必從低頻側開始跟蹤。 裁剪出的圖像中的楔形線數(5條或9條)是運算中必需的，通過手動輸入。 首先檢測楔形開始線。如ROI圖所示，圖像的主掃描方向經過前處理橫切楔形線，從上端開始水平掃描圖像數據，檢測楔形開始行WSL。每讀1條線選出最小的3個值，當這3個值的平均值與線全點平均值之差為最初線的5倍時，即解釋為開始出現楔形。繼續掃描，在楔形線數的計數中檢測各線的極大值和極小值。此時為了除去噪音和波動的影響，忽略未滿某閾值的變化。閾值初期設定為1條線全點平均值與最小3點的平均值之差的1/4。隨著掃描線向高頻移動，以最初的閾值設定變得無法檢測時，逐漸減小閾值并重復檢測。這樣即可數出極小值和極大值。隨著這種操作的進行，當可數的黑線數與最初手動輸入的楔形線數變得不一致時，將該線作為分辨率極限線LML。接著繼續掃描，可找出楔形圖案的最終線WEL。這可通過求各線的振幅，并與前一條線的振幅進行比較，當出現急劇減少時即可判斷為最終線。接著繼續掃描，可找出楔形圖案的最終線WEL。這可通過求各線的振幅，并與前一條線的振幅進行比較，當出現急劇減少時即可判斷為最終線。 三、運算處理 最后，利用WSL、LML、WEL計算分辨率。ISO圖表的視覺分辨率圖案的空間頻率在長度方向呈線性變化，即為線性掃描圖表。其長度為有效畫面高度(20cm)的0.3倍(=6cm)。本來ISO圖表的有效畫面高度是按照占滿整個拍攝畫面高度進行設計的，但即使不按照占滿整個拍攝畫面高度進行拍攝，只要用整個畫面高度PHT與楔形線長度(WEL- WSL)之比和0.3的乘積作修正系數C，也可求解分辨率。 5條楔形線時 分辨率＝(100＋500×(LML‐WSL)/(WEL‐WSL))× C (1) 9條楔形線時 分辨率＝(500＋1500×(LML‐WSL)/(WEL‐WSL))× C (2) 其中，C為修正系數 C＝ 0.3 × PHT/(WEL- WSL) (3) 分辨率：算TVLINE。 另外，測試圖紙不一樣，算法也不同。 MTF=(I白-I黑)/(I白+I黑) 其中I白或I黑為程式所抓取點量度的平均值。 目前在模組廠，一般的做法都是生產一批模組，得出MTF數值，測試出TV LINE做對比，并算MTF的CPK，找出Limit sample，從而得到生產的規格。 由于時間有限這里只做簡單的介紹，詳細的算法邏輯請參照標準。 |
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