自動調焦(AF)係指由照相機根據被攝體距離的遠近，自動地調節鏡頭的對焦距離。自從1977年第一架實用型自動調焦照相機誕生以來，許多照相機生產廠家均開展了對自動調焦系統的研究，從而產生了形形色色的自動調焦系統。根據所基於的原理，可以分成測距法和像檢測法(又稱調焦檢測法)兩大類，下列是自動調焦系統的分類：
| ┌ │ | ─反射時間測量法 (主動型) | ┌ │ | ─VAF
| |||||
| ┌ | ─測距法── | ┤ | ┌ | ─被動型──── | ┼ | ─STT | ||
| │ | └ | ─三角測量法── | ┤ | └ | ─FCM | |||
| AF系統─ | ┤ | └ | ─紅外主動型 | |||||
| │ │ | ┌ │ | ─對比度檢測法 (反差檢測法) | ||||||
| └ | ─像檢測法─ | ┤ | ┌ | ─TCL系統 | ||||
| └ | ─相位檢測法── | ┤ | ||||||
| └ | ─透鏡分離器系統 |
最 早出現的實用型AF系統是美國亨尼威爾(Honeywell)公司於1975年研製、1977年在Konica C35AF上出現的VAF系統；1979年出現了採用紅外線主動型AF系統的Canon AF35M；1981年出現了採用SST(固態三角測量)的Canon AF35ML和日本精工研製的FCM系統。上述均屬三角測量系統，雖然名稱不同，但工作原理是類似的。
1978年出現了採用超聲波AF系統的寶麗萊(Polaroid)SX-70 SONAR AF，這是一種基於反射時間測量法的系統，也屬主動型，利用超聲波回波時間來測量距離。
像檢測法屬於被動型，主要有兩種形式：對比度檢測系統和相位檢測系統。對比度檢測AF系統最早出現在1981年推出的Pentax ME-F單反機上，這是利用當影像最清晰時，成像的反差最大的原理而製成的，與手動調焦的磨砂屏焦點檢測法的原理相似。
最早採用相位檢測法的AF系統是美國Honeywell公司於1981年研製的TCL系統，首次出現在1982年推出的Olympus OM-30單反機上。
測 距法主要應用於旁軸平視取景的袖珍相機上，而像檢測法則用於單鏡頭反光照相機上。由於紅外線主動型AF系統具有結構簡單、成本低廉等特點，在現代袖珍相機 中佔有很大的比重；而且現在的AF單反機大多採用相位檢測AF系統，因此這裡僅介紹紅外線主動型和相位檢測型AF系統。SST系統還見於少部分AF變焦袖 珍相機(如Sigma AF Zoom Super 28、70、100等)， 但工作原理與VAF類似；超聲波主動型AF系統只出現在美國寶麗萊公司生產的拍立得(又稱瞬時得或立時得)相機上，故這裡不予介紹。
自 從自動調焦相機(特別是AF單反機)出現以來，引出了許多嶄新的概念和功能，熟悉和理解這些概念和功能會有助於我們能更好地操縱新型相機，使拍攝工作更富 有實效，也使我們能從形形色色的名詞和功能中分辨出哪些是實用的和哪些是花架子，可以避免陷入相機廣告中閃爍其詞的語句和對攝影器材追求的泥潭中，因而也 有利於選購合適的相機。
本 章中所介紹的主動型AF系統是原理性的，在實際的照相機中，照相機生產廠家對這類AF系統的不足亦是進行了大量的改造工作，如採用了多束紅外線測距等，而 且AF級數也越來越多，有些主動型AF系統已經是無級聚焦了，即聚焦級數為無窮多，其性能也越來越接近被動型AF系統。
相位檢測型被動式AF系統已經為AF單反機所普遍採用，雖然聚焦精度較高，但由於其固有的特性，在低亮度場合是不靈敏甚至不能正常工作的。加上AF照明器，就基本上解決了這類系統的不足。
在AF 單反機的發展歷程中，自動聚焦技術的飛速發展自不待言，從原來的單純模仿手動聚焦的單一方式發展到寬區自動聚焦、焦點預測自動聚焦、自動確定被攝主體位置 和自動變焦構圖等，大多數自動聚焦相機都具有可以單手操作、眼睛不離取景窗就能修改參數等優點，這一切都是手動聚焦照相機所不能做到的。簡言之，只要改變 了原來使用手動聚焦相機的習慣和克服對新機種的心理障礙，就會覺得自動聚焦相機是要比手動聚焦相機好用得多。
從固定焦點到自動調焦
從照相機的發展歷史來看，在焦點調節方面，經歷了焦點不變——>焦點可調——>固定焦點——>自動調焦等階段。我們先說明為什麼固定焦點照相機能得以流行的道理；然後再說明調焦的必要性，從而過渡到自動調焦。
我 們先來看一組數據。假設照相機鏡頭焦距為35mm(相當於小廣角鏡頭)，其調焦距離L (指被攝主體平面至鏡頭理想成像平面——即膠卷平面——之間的距離)固定於2.5m處，容許瀰散圓直徑為0.033mm，那麼鏡頭光圈係數f與膠卷平面至 清晰範圍最近點L1及最遠點L2的關係為：(L1和L2的單位為m，本節所提及的有關概念的準確定義及公式請參見【景深概念與計算】)。
表1
| f | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 |
| L1 | 2.20 | 2.10 | 1.97 | 1.82 | 1.62 | 1.44 | 1.20 | 1.01 |
| L2 | 2.89 | 3.08 | 3.42 | 4.10 | 5.42 | 9.65 | ∞ | ∞ |
如果容許瀰散圓直逕取0.05mm，則
表2
| f | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 |
| L1 | 2.08 | 1.94 | 1.78 | 1.59 | 1.38 | 1.18 | 0.95 | 0.77 |
| L2 | 3.14 | 3.50 | 4.22 | 5.83 | 13.6 | ∞ | ∞ | ∞ |
由這些數據可看出，當光圈係數為f/4時，要求嚴格些可以保證從1.97m～3.42m是清晰的；要求不那麼嚴格的話，則可以認為從1.78m～4.22m是清晰的。如果光圈係數取f/11，容許瀰散圓直逕取0.05mm的話，那麼從1.18m至無限遠都是清晰的。
所以多數廉價的固定焦點"傻瓜相機"都是採用小廣角鏡頭(焦距在35mm左右)和小光圈(最大光圈為f/4或f/5.6)，至少可以保證從1.6m左右至5.5m左右是清晰的，也就是說這類相機是依靠廣角鏡頭和小光圈所具有的大景深特性來保證清晰度，對於一些只拍家庭紀念照而又不懂相機調節的人來說是足夠的了，這就是這類相機大行其道的理由所在。
但 是由於光學透視原理，廣角鏡頭在近距離拍攝時會產生"近大遠小"的變形現象，並不適合拍攝人物半身像。 解決變形的辦法是使用中焦距鏡頭。但中焦距鏡頭在同樣的光圈之下，其景深要比廣角鏡頭小得多，如焦距為85mm的鏡頭，當調焦距離為2m和鏡頭光圈係數為 f/4時，L1為1.93m，L2為2.08m；當調焦距離不變而光圈係數為f/11時，L1為1.82m和L2為2.22m。顯然此時只適合拍攝主體在 1.82m至2.22m範圍之內的情形，當被攝主體超出這一範圍，其成像結果是不能令人滿意的。
另外，仍以焦距為35mm左右的鏡頭來說，如果調焦距離固定不變，所拍攝出的照片在照片不是放得很大時，其清晰度是可以接受的；若照片要放得較大，如12英吋，原來在小照片上清晰的物體就顯得模糊了。
綜上所述，具有小廣角鏡頭的固定焦點照相機的應用範圍是極有限的。為了擴大鏡頭焦距和提高清晰度，勢必要使焦點能調節。因此在簡易照相機上就出現了區域調焦系統，如現在國內市場常見的Ricoh XF-30袖珍相機就有區域調焦功能。
區 域調焦系統是根據被攝主體所處的距離不同，選擇相應的調焦距離點，並利用景深使在該點前後一段距離內的物體都是清晰的.我們再來看一組數據。仍假設照相機 鏡頭焦距為35mm，光圈係數為f/4，容許瀰散圓直徑為0.033mm，那麼調焦距離 L(單位為m)與L1及L2的關係為：
| L | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 2.00 | 3.50 | 9.00 |
| L1 | 0.92 | 1.10 | 1.29 | 1.65 | 2.54 | 4.57 |
| L2 | 1.12 | 1.44 | 1.79 | 2.55 | 5.62 | 30.0 |
只 要能分6級調節照相機鏡頭的調焦距離， 就可以保證能在0.92m至無限遠處(30m可以認為是無限遠)都能拍攝出清晰的照片。例如當被攝主體在0.92～1.10m處，可以將調焦距離置於1m 處；當被攝主體在1.65～2.5m處，可以將調焦距離置於2m處等。這就是區域調焦系統的理論根據。
當鏡頭焦距增長時，由於景深淺的緣故，若要保證從1m至無限遠都是清晰的，所分級數還應該相應增加。
從上面的敘述可看出，如果調焦級數 (即鏡頭焦點可調節的位置數量)越多，調焦精度就越高。當調焦級數達到無窮多級時(即鏡頭的調焦距離是可以無級地調節)，調焦精度為最高。單反機的鏡頭是可以從某一最近距離至無限遠任意調節，因此這類鏡頭的調焦精度是最高的。
細心的讀者也許會從表3中看出，0.92m至2.55m之間有4個調焦級，而從2.54m至30m只有兩個調焦級。這仍然與景深特性有關。調焦距離越近，景深就越淺，所以需要調節的位置相應就要增多；而調焦距離越遠，景深就越大，需要調節的位置就相應要少些。
具有區域調焦系統照相機是能夠提高清晰度，但對於大多數人來說，具有使用不方便的一面，因此自動調焦系統就應運而生了。
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