自动对焦系统概述

本文介绍手机上的自动对焦系统，包括：自动对焦系统概述、三种常见的对焦系统CDAF、PDAF、Laser AF，以及Single Autofocus算法和Continuous Autofocus算法。

自动对焦系统概述

对焦系统目前有三种

• CDAF（反差式对焦）
• PDAF（相差式对焦）
• Laser assited AF（激光协助对焦）

  由于成本原因，没有采用了

CDAF
CDAF的原理图如下所示：

AF算法从ISP得到统计信息FV（Focus Value），算出镜头下一次要移动的距离和方向，遍历完NE（Near End）和FE（Far End）后，选择FV最大的位置。

VCM：Voice Call Motor：靠磁场+电来推动马达运动
PDAF
PDAF的原理图如下图所示：

与CDAF比，PDAF需要特殊的sensor，有特别的像素点，有的遮住左边，有的遮住右边（Dual PD的话，多出来的每个像素包括两个二极管，模拟人的左右眼），ISP根据这些信息可以算出相位值（Phase Value），根据事先校准好的结果，将镜头一次性推送到合适的位置，但是PDAF也有缺陷，对于比较暗的环境效果不好，同时PDAF也存在一些偏差，需要CDAF来修正。
Laser AF
Laser AF的原理图如下图所示：

需要是TOF Sensor，通过发射红外线感知物体的距离，根据距离事先校准好一组距离与Focus Distance的对应mapping关系，受环境因素影响较大，需要CDAF来修正。

Actuator driver

VCM Driver需要考虑如下三个问题：

Ringing effect

移动马达时由于有惯性，会存在惯性振动，需要Driver去除掉

Border control

移动马达时由于有惯性，接近边缘的时候要有边缘控制，不要撞到边缘

Step size control

不要一次移动太大的步长，分多次移动，变成小步慢慢移动过去

Single Autofocus算法

考虑到马达具有重力，不同的方向（水平拍照、垂直朝上，垂直朝下）重力不一样，需要不同的电流。

Continuous Autofocus 算法

通过场景变化检测（Scene Change Detection） + Single AutoFocus + Peak Finding。

场景变化检测通常考虑如下因数：

• Luma的变化
• FV的变化
• 其他辅助设备：如Gyro

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