相機(jī)鏡頭無論結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，實(shí)際上都可以被視為一片凸透鏡，從基本的光學(xué)原理我們可以看到，凸透鏡軸心以外無論什么方向來的光線，在通過凸透鏡后，都會被折射，而交匯于一點(diǎn)，這些光線的交會點(diǎn)被稱為焦點(diǎn)，通常將能夠清晰成像位置上所有點(diǎn)組成的平面叫做焦平面，對于那些處在焦平面的物體，相機(jī)都能清晰的拍攝下來，而離焦平面前后越遠(yuǎn)的景物，圖象就越模糊。
一、手動及自動對焦原理
對于離鏡頭遠(yuǎn)近不同的物體，通過鏡頭后要在固定的位置清晰成像就需要進(jìn)行對焦（調(diào)焦）。直觀來說當(dāng)鏡頭調(diào)好焦距后，被攝體就會特別清晰。傳統(tǒng)相機(jī)絕大部分并搜鏡頭的對焦方式都是改變菲林面與鏡片之間的距離，在取景時若人為用手來調(diào)整此距離就被稱為手動對焦方式。數(shù)碼相機(jī)鏡頭在光學(xué)原理上與傳統(tǒng)相機(jī)沒有任何不同，只不過在焦平面處將菲林換成了CCD而已。
在相機(jī)發(fā)明后的大部分時間中，都采用手動對焦的方式，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)自動對焦的概念。相機(jī)自動對焦是一個復(fù)雜的光電一體化的過程，簡單說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，通過內(nèi)部智能芯片處理，帶動電動對焦裝置進(jìn)行對焦。
目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的自動對焦，都采用被動式：即直接接收分析來自景物自身的反光,利用相位差原理進(jìn)行自動對焦的方式。這種自動對焦方式的優(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。對具有一定亮度和反差的被攝體能理想的自動對焦，在逆光下也能良好的對焦，且能透過玻璃等透明障礙物對焦。?
個別高檔數(shù)碼相機(jī)也同時結(jié)合了主動式自動對焦方式，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的紅外光或超聲波進(jìn)行對焦，其光學(xué)原理類似三角測距對焦法。主動式對焦由于是相機(jī)主動發(fā)出光或波，所以可以在低反差、弱光線下對焦，而且對細(xì)線條的被攝體和動體都能自動對焦。恰好彌補(bǔ)了被動式自動對焦的不足。
另外還要提到的一點(diǎn)是，現(xiàn)在大多數(shù)自動對焦鏡頭都為內(nèi)聚焦鏡頭（internal focusing）。普通鏡頭對焦時是將鏡頭旋離膠片，使鏡頭筒延長。內(nèi)聚焦鏡頭對焦時，是裝于鏡頭筒內(nèi)的部件移動聚焦，鏡頭筒沒有延伸變化。
二、數(shù)碼相機(jī)自動對焦技術(shù)
我們購買使用數(shù)碼相機(jī)時，不僅應(yīng)關(guān)注其CCD像素多少、曝光方式、附加功能等，也應(yīng)該關(guān)注其采用了哪些自動對焦技術(shù)。
數(shù)碼相機(jī)中最常見和簡單的自動對焦方式是中央單點(diǎn)對焦絕頃歷。即將畫面乎搭中心部分作為對焦區(qū)域，一般在數(shù)碼相機(jī)的取景器（或液晶顯示屏）中央有紅色的標(biāo)志“[ ]”。這個區(qū)域稱為AF區(qū)域。中央單點(diǎn)對焦能適應(yīng)大多數(shù)拍攝情況，但要求要把對焦目標(biāo)放進(jìn)AF區(qū)域內(nèi)，也存在很大的局限，因?yàn)槲覀冊跇?gòu)圖時需要聚焦的主體不一定總在畫面的中心區(qū)域。因此現(xiàn)在很多較高級的數(shù)碼相機(jī)都支持多點(diǎn)自動對焦。比如佳能PowerShot S45就支持多達(dá)9點(diǎn)的人工智能自動對焦（AiAF）。
對于多點(diǎn)自動對焦也不能一概而論，我們還要分清其對焦點(diǎn)是否能手動選擇。在多點(diǎn)自動對焦的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在還有產(chǎn)品采用了更為高級的FlexiZone AF/AE技術(shù) ，即可以在全畫面任意位置手動選擇對焦點(diǎn)，這無疑大大擴(kuò)展了畫面的對焦區(qū)域和構(gòu)圖的靈活性，使用FlexiZone AF/AE技術(shù)，即使取景器畫面中的焦點(diǎn)的位置及曝光重點(diǎn)偏離中心甚至在邊緣，相機(jī)也可以完全控制。這一自動對焦技術(shù)，完全超越了傳統(tǒng)相機(jī)的固定式多點(diǎn)自動對焦。
現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)越來越重視自動對焦功能，尤其是幾家傳統(tǒng)相機(jī)的生產(chǎn)商，將傳統(tǒng)單反相機(jī)中的高級自動對焦技術(shù)也應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)中。比如尼康很早前就將其5點(diǎn)智能對焦技術(shù)用于其數(shù)碼相機(jī)中。而美能達(dá)DiMAGE F100是世界上第一部支持區(qū)域自動對焦、景物跟蹤自動對焦以及自動數(shù)碼預(yù)置程序?qū)构δ艿臄?shù)碼相機(jī)。區(qū)域自動對焦和景物跟蹤自動對焦功能使相機(jī)能夠通過三維空間為拍攝提供相當(dāng)精確的對焦操作。如果要拍攝移動景物，則可以激活景物跟蹤對焦系統(tǒng)，激活的自動對焦傳感器可以顯示對焦框并隨著景物的運(yùn)動而移動。這部相機(jī)還支持自動數(shù)碼預(yù)置程序?qū)构δ?，可自動在五種預(yù)置程序中選擇最合適的對焦模式，使曝光操作和圖象處理效果達(dá)到最優(yōu)。
此外有些數(shù)碼相機(jī)（如佳能的PowerShot S60）還具有特殊的“包圍對焦”功能。對于選定的焦點(diǎn)，可拍攝3張照片，一個在選定焦點(diǎn)之前，一個在選定焦點(diǎn)之后，特別適合于難以精確對焦的微距攝影。佳能相機(jī)還有連續(xù)的AF模式，使得相機(jī)能夠自動連續(xù)聚焦，而無須中途按下快門釋放按鈕，連續(xù)的AF模式對拍攝移動的目標(biāo)非常有用。而Sony F717/F828的激光全息對焦技術(shù) (Laser light illumination)能在完全在黑暗的環(huán)境中進(jìn)行對焦，獲得清晰的畫面。
由于目前大多數(shù)消費(fèi)級數(shù)碼相機(jī)不具備多點(diǎn)自動對焦功能，這里再談一下對于不具備多點(diǎn)對焦功能的產(chǎn)品，我們可以使用對焦鎖定功能進(jìn)行彌補(bǔ)。即在半按快門的同時，使主體處在AF區(qū)域內(nèi)，這時就鎖定了被聚焦物體的位置。然后，一直保持半按住快門按鈕，重新構(gòu)圖，再按下快門即可拍到所選擇主體清晰的畫面。而且大多數(shù)產(chǎn)品在鎖定對焦的同時，也鎖定曝光量，確保用戶能夠得到對焦及曝光都正確的照片。
三、數(shù)碼相機(jī)手動對焦的應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動對焦技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，能夠適應(yīng)絕大多數(shù)拍攝情況，但不論現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)上的自動對焦技術(shù)多么先進(jìn)，由于現(xiàn)實(shí)的拍攝環(huán)境及對象千變?nèi)f化，自動對焦總有失誤和難以勝任的時候。我們還離不開完全由人工控制的手動對焦。比如采用被動式對焦技術(shù)的產(chǎn)品，對細(xì)線條的被攝體自動對焦較困難，在低反差，弱光下的對焦也很困難。而采用主動式對焦技術(shù)的產(chǎn)品也存在當(dāng)被攝體能吸收光或波時的對焦困難，還存在透過玻璃對焦困難等缺點(diǎn)。因此是否具備手動對焦功能，是衡量一臺數(shù)碼相機(jī)功能完善與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。
由于數(shù)碼相機(jī)本身是光電一體化的電子產(chǎn)品，因此與傳統(tǒng)相機(jī)不同，在數(shù)碼相機(jī)上自動對焦方式應(yīng)用非常廣泛，反而有很多產(chǎn)品都不具備完善的手動對焦功能。即使有也和傳統(tǒng)相機(jī)上采用的雙影合一連動測距、裂像式微棱等輔助手動對焦不同，大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)（專業(yè)型單反數(shù)碼相機(jī)例外）的手動對焦實(shí)際上仍為原始的目測估算距離的對焦方式。即估算出被攝體的大致距離后，用按紐設(shè)定對焦距離。只有美能達(dá)A2、SONY F828等個別準(zhǔn)專業(yè)數(shù)碼相機(jī)可以使用鏡頭上的對焦環(huán)進(jìn)行手動對焦。此外理光的GX等數(shù)碼相機(jī)能夠通過機(jī)身按鈕直接連續(xù)對焦，也比較有特色。另外在手動對焦時由于數(shù)碼相機(jī)的液晶顯示屏通常較小，而且像素數(shù)也較少，因此很難精確地檢查對焦是否清晰，好在有些數(shù)碼相機(jī)可以放大液晶顯示屏上的圖像來檢測對焦?fàn)顩r。
有一些低檔數(shù)碼相機(jī)并不具備任何對焦功能，但同樣能在大多數(shù)情況下拍攝出清晰的畫面。要談這個問題，首先講一下“景深”的概念：因?yàn)椤扒逦辈⒉皇且环N絕對的概念，所以，對焦點(diǎn)前后一定距離內(nèi)的景物的成像都可以是清晰的，這個前后范圍的總和，就叫做“景深”。 對于短焦距、小光圈的鏡頭景深比較大，人們就稱對焦點(diǎn)前后的能清晰成像的距離為超焦距。數(shù)碼普通傻瓜相機(jī)和一些低檔數(shù)碼相機(jī)，就利用了短焦鏡頭在一定距離之后的景物都能比較清晰成像的特點(diǎn)（超焦距），省去了對焦功能，降低了產(chǎn)品成本。普通民用數(shù)碼相機(jī)CCD面積大大小于35毫米膠片，因此在同樣焦距和光圈下，數(shù)碼相機(jī)的景深也要大不少，一方面使利用超焦距的成功率大大提高，另一方面也使得用數(shù)碼相機(jī)拍出淺景深作品很難。
靈活使用數(shù)碼相機(jī)的手動對焦功能除了可彌補(bǔ)自動對焦的不足外，還有很多其他應(yīng)用。比如使用手動對焦配合超焦距的應(yīng)用，可以方便的抓拍動態(tài)景物，在拍攝無限遠(yuǎn)畫面及微距拍攝時往往也要用到手動對焦，使用手動對焦還能提高數(shù)碼相機(jī)的反應(yīng)速度。因此靈活應(yīng)用手動對焦也是我們使用數(shù)碼相機(jī)應(yīng)該掌握的重要技巧。
