Autofokus

Widok mechanizmu autofokusu
Schemat działania autofokusu z detekcją fazy. Fioletowe kółko – obiekt fotografowany; zielona i czerwona linia – promienie światła przechodzące przez otwory; żółta linia – sensor, jeden dla każdej apertury; wykres – profile natężenia widziane przez każdy z sensorów. (1) zbyt blisko, (2) prawidłowo, (3) zbyt daleko, (4) jeszcze dalej

Autofokus, autofocus[1], AF – układ automatycznego ustawiania ostrości w aparatach fotograficznych.

Historia

  • 1966 – patent autofokusu firmy AGFA AG[2]
  • 1976 – na wystawie Photokina Leitz demonstruje Correfot, aparat wyposażony w pasywny autofokus zbudowany przez firmę Honeywell[3]
  • 1977 – Konica C35 AF, pierwszy seryjnie produkowany aparat z autofokusem
  • 1978 – Polaroid SX-70 Sonar OneStep, pierwsza seryjna lustrzanka jednoobiektywowa z autofokusem (do zdjęć natychmiastowych)
  • 1981 – Pentax ME-F, pierwsza seryjna lustrzanka małoobrazkowa z autofokusem; czujniki były umieszczone w aparacie, silnik w specjalnie dedykowanym obiektywie
  • 1985 – sposób mocowania obiektywów Minolta AF w aparacie Minolta Maxxum 7000; silnik w aparacie ustawia ostrość w wymiennych obiektywach poprzez przekładnię mechaniczną
  • 1987 – Canon EOS, sposób mocowania obiektywów autofokusowych z elektrycznym przekazywaniem wszystkich parametrów do obiektywu.

Zasada działania

Istnieją dwa rozwiązania umożliwiające automatyczne nastawienie ostrości w aparacie:

  • układ aktywny – dalmierz mierzy odległość aparatu od obiektu za pomocą wiązki promieni podczerwonych lub ultradźwięków, a następnie przekazuje tę informację do aparatu, który ustawia odpowiednio obiektyw
  • układ pasywny – polega na mierzeniu kontrastu lub przesunięcia fazowego pomiędzy detalami w kadrze. Maksimum kontrastu oznacza prawidłowe ustawienie ostrości. Ten rodzaj ustawiania ostrości nazywany jest też autofokusem z detekcją kontrastu lub fazy TTL. W lustrzankach jednoobiektywowych stosowane są do tego celu specjalne czujniki, w kompaktowych aparatach cyfrowych używa się często matrycy światłoczułej.

Nie należy mylić aparatów autofokusowych z rozwiązaniem zwanym fixed focus („stała ostrość”), w których nie nastawia się ostrości, ponieważ jest ona zawsze ustawiona od pewnej minimalnej odległości granicznej do nieskończoności. Efekt ten jest możliwy do uzyskania w obiektywach o małej jasności i krótkiej ogniskowej, ze względu na występującą wtedy dużą głębię ostrości. Takie rozwiązanie stosowane jest jedynie w najtańszych aparatach fotograficznych.

Tryby pracy

Aparaty z autofokusem mogą pracować zwykle w kilku trybach:

  • jednokrotne nastawienie ostrości – najczęściej z priorytetem ustawienia ostrości. Aparat zrobi zdjęcie dopiero wtedy, gdy zostanie ustawiona ostrość.
  • ciągłe nastawienie ostrości – zwykle z pierwszeństwem wyzwolenia migawki. Zdjęcie można zrobić nawet wtedy, gdy ostrość nie jest jeszcze dokładnie ustawiona.

Ze względu na sposób wyboru odpowiedniego czujnika system AF może pracować w jednym z trybów:

  • dynamiczny AF – punkt AF jest automatycznie zmieniany w celu śledzenia poruszającego się obiektu
  • dynamiczny AF ze śledzeniem najbliższego obiektu – system AF automatycznie wybiera najbliższy obiekt i na nim dokonuje pomiaru odległości
  • pojedynczy AF – za pomocą nastaw w aparacie fotograf może ręcznie wybrać odpowiedni czujnik AF
  • szeroki obszar AF – umożliwia ustawienie ostrości na obiekcie nieznajdującym się w dokładnie w centrum kadru. Jest to przydatne do robienia zdjęć poruszających się obiektów.
  • punktowy pomiar AF – czujnik AF jest umieszczony centralnie; służy do ustawienia ostrości na wybranym obiekcie, który przy użyciu szerokiego pola AF mógłby nie zostać wzięty pod uwagę.

Przypisy

  1. Autofocus. pwn.pl. [dostęp 2009-07-22].
  2. Camera focusing devices – patent 3274914. [dostęp 2010-11-21].
  3. Range determination system – patent 4185191. [dostęp 2010-11-21].

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Lens autofocus AF mechanism.jpg
Autor: sirlemonstove, Licencja: CC BY 2.0

Detail of the AF sub-mechanism. Took this shot so I'd be able to put the little gears back in place.

[see the set's info for the whole story]
Autofocus phase detection.svg
Autor: Cmglee, Licencja: CC BY-SA 3.0
Illustration of autofocus using phase detection. In each figure, the purple circle represents the object to be focused on, the red and green lines represent light rays passing through apertures at the opposite sides of the lens, the yellow rectangle represents sensor arrays (one for each aperture), and the graph represents the intensity profile as seen by each sensor array. Figures 1 to 4 represent conditions where the lens is focused (1) too near, (2) correctly, (3) too far and (4) way too far. It can be seen from the graphs that the phase difference between the two profiles can be used to determine not just in which direction, but how much to move the lens to achieve optimal focus. Note: The figures are not to scale, and colours are used purely for clarity and do not represent any particular wavelength.