关键词：自动对焦；测距；焦点检测；图像处理
一 引言
光电成像系统已广泛应用于工业、农业、医学、军事等领域，用于生成过程监控、工况检测、图像拍摄、医学图像分析等。进入二十一世纪，知识和信息的飞速发展，图像作为一种高容量的信息载体已深深融入每个人的日常生活之中。图像与计算机的结合是必然的也是必须的，图像的数字化使得对图像的各种处理和图像的存取变得更加容易。
然而，对于成像系统，均存在聚焦或对焦的问题，使用相机进行物体拍摄时，如果焦距没有调节好，处于离焦状态，拍摄出来的图像是模糊的。对焦或聚焦是成像系统的关键技术，实现对焦的方法有传统的手动调节和自动调节，手动调节对焦的方法对人的专业操作能力有较高的要求，效率较低，随着现代技术的发展和人们对摄像机需求的提高，自动对焦技术得到广泛的应用和推广，自动对焦技术在数码相机等成像系统上已经成为一项技术指标，自动对焦技术的研究和发展具有非常重要的意义，其最终效果将直接影响成像的图像质量及后续图像应用的有效性。
二 专利申请概述
2.1 专利申请量分析
对自动对焦技术相关的专利申请从全球申请方面按年份进行统计，得到如图2-1发展趋势图。
图2-1 自动对焦技术全球专利申请趋势图
从图2-1可以看出，自动对焦技术的专利申请趋势总体上呈现上升趋势，从1960年开始发展到今天，专利申请量有了巨大的变化，从初期到快速增长期，再到稳步发展阶段，自动对焦技术经历了三个不同的阶段：
（1）初期阶段
1963年，Canon公司在原西德的科隆博览会上展出了一架自动聚焦照相机的样机；1974年，Nikon公司同样也展出了一架样品，但由于样机机构复杂和体积过大未能发展成为商品。在发展初期，计算机对焦技术发展较为缓慢，在20世纪70年代，随着电子技术的快速发展，相机的成像系统逐渐走向数字化，为相机自动聚焦技术和高度自动化的实现创造了条件，使得自动对焦技术在相机产品中得到了实际应用，基于电子技术的发展，自动对焦技术有了进一步的发展，同时拓宽了技术方向，有了初步发展。这一缓慢发展趋势也体现在了专利申请量上，在1960年到2000年这一阶段的专利申请量较少。
（2）快速发展阶段
随着技术的不断发展，人们对拍照技术的需求越来越迫切，其中图像清晰度的要求也越来越高，这就促进了自动对焦技术的发展和研究。并且，各个技术企业单位的专利意识不断增强。在技术领域，基本专利与核心技术相对应，核心技术取得了专利权，就等于占领了市场的制高点，同时随着自动对焦技术的专利纠纷，各大技术企业单位加大了相关技术的投入和研究，并借鉴成功企业的经验，根据实际情况设定自身的专利战略，在2000年到2015年自动对焦技术得到了快速发展，专利申请量比前一阶段有了明显增长。
（3）稳步发展阶段
随着技术的发展，从2015年至今，由于自动对焦技术发展到一定程度，进入了稳步发展阶段，甚至存在下降的趋势，现阶段，随着3D技术的发展，涉及到三维技术与对焦技术的结合，另外，在硬件、软件结合进行对焦技术的改进，与其他领域的结合等，均是目前研究的方向。由于人们对图像质量要求的持续增强，也要求各个研究人员在现有技术的基础上，寻找新的发展和研究方向，促进自动对焦技术的发展。
2.2 专利申请人分布
该节对自动对焦技术相关的中国专利申请的申请人分布进行统计分析。
自动对焦技术在国际申请中的主要申请人的分布情况。自动对焦技术不断发展革新，诸多公司在业内占据领先地位，其中Canon佳能公司申请量位列第一，遥遥领先其后的Samsung Electronics（三星电子）、Sony（索尼）。在国际专利申请的主要申请人中，日本公司所占比例较大，可见日本关于自动对焦技术较为成熟和先进。
自动对焦技术相关的中国专利中，大部分分布于日本公司，如佳能、索尼、富士、松下，日本企业占有很到一部分的份额，另外如三星、奥林巴斯、卡西欧、高通等，国外企业的发展超前于国内的公司。这是由于日本等国外企业相对于国内在对焦技术领域起步较早，并且关联的技术也相对发展较快，具有先天优势，导致在该领域相对处于领先地位。随着国家各方面的发展，中国企业专利意识的不断增强，广东欧珀、维沃、华为、中兴等技术公司在对焦技术领域作为后起之秀，占有越来越重要的地位。
三 技术分析
自动对焦技术主要包括：基于测距原理的对焦方法、基于焦点检测的对焦方法、基于图像处理的对焦方法，通过对不同时期自动对焦技术的专利申请进行分析，得到如图3-1所示的各个技术分支的发展。
图3-1 技术路线演进
四 总结
随着电子技术的不断发展，用户对图像质量提出了更高的要求，并且，成像系统应用的范围越来越广泛，自动对焦技术作为成像系统的一项关键技术，对图像质量起着关键性影响，其发展和研究也具有重要的意义。在3D技术等电子技术的发展下，对自动对焦技术的创新和发展带来了更广阔的发展空间。企业应结合自动对焦技术发展现状，着眼用户需求和数字图像技术的发展，开发核心技术，调整专利布局，保护技术创新，提高市场竞争力。
论文作者:吴春芳
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
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