自動對焦

自動對焦

電動對焦的方式
自動對焦(AutoFocus)是指利用物體光反射的原理,将反射的光被相機上的傳感器CCD接受,通過計算機處理,帶動電動對焦裝置進行對焦的方式。根據控制原理自動對焦分為主動式和被動式兩種。[1]
  • 中文名:自動對焦
  • 外文名:Auto Focus
  • 别名:
  • 英文名:Auto Focus
  • 分類:主動式、被動式

簡介

自動對焦(AutoFocus)是利用物體光反射的原理将反射的光被相機上的傳感器CCD接受,通過計算機處理,帶動電動對焦裝置進行對焦的方式叫自動對焦.它多分為二類:一是主動式,另一個則是被動式。

分類

主動式

相機上的紅外線發生器、超聲波發生器發出紅外光或超聲波到被攝體。相機上的接受器接受反射回來的紅外光或超聲波進行對焦,其光學原理類似三角測距對焦法,主動式中又有能量法,用于低檔普及型相機的自動對焦,廣泛用于各種平視取景相機,主動式對焦對斜面,光滑面對焦困難,對亮度大、遠距離的被攝體對焦困難,這是由于發出的光被反射到其它方向,或達不到被攝體所至。主動式由于是相機主動發出光或波,所以可以在低反差、弱光線下對焦,對細線條的被攝體,對動體都能自動對焦,缺點是當被攝體能吸收光或波時對焦困難,還會被玻璃反射故透過玻璃對焦困難。n

被動式

即直接接收分析來自景物自身的反光,進行自動對焦的方式,這種自動對焦方式的優點是;自身不要發射系統,因而耗能少,有利于小型化,對具有一定亮度的被攝體能理想的自動對焦,在逆光下也能良好的對焦,對遠處亮度大的物體能自動對焦。能透過玻璃對焦,但缺點是對細線條的被攝體自動對焦較困難.在低反差,弱光下的對焦困難,對動體自動對焦能力差.對含偏光的被攝體自動對焦能力差,黑色物體或鏡面的對焦能力差。

主動、被動式自動對焦方式各有千秋,好在一般單反照相機上都有二種自動對焦方式,可以互補使用,自動切換,發揮其強項,克服其弱點.單反相機上多使用被動式對焦方式,所以其對焦受最大光圈數的限制.光圈小于F8時自動對焦困難.為此,大多數單反相機都有自動對焦輔助光(Autofocusaidlights)發射器發射帶紅外帶條紋的光束,幫助對不同質地的被攝體自動對焦。在光線足夠亮時這些輔助光是不工作的。使用時需要注意的是;由于主動式的發射窗在相機的右邊,所以在握相機時不要讓手擋住發射窗.擋住發射窗時對不上焦.專業相機機身上沒有發射輔助光的發射窗,隻有裝上閃光燈,利用燈上的發射窗發射輔助光進行主動對焦。

 特征

具備以下三點特性

1.以某種方式自動判斷拍攝者所拍攝的主體;

2.以某種方式測量被攝主體與相機感光元件之間的距離;

3.驅動馬達将鏡頭的對焦裝置推到與之相應的距離刻度。

原理

從基本原理來說,自動對焦可以分成兩大類:一類是基于鏡頭與被拍攝目标之間距離測量的測距自動對焦,另一類是基于對焦屏上成像清晰的聚焦檢測自動對焦。

測距自動對焦

測距自動對焦主要有紅外線測距法和超聲波測距法。 

紅外線測距法:該方法的原理是由照相機主動發射紅外線作為測距光源,并由紅外發光二極管間構成的幾何關系,然後計算出對焦距離。 

超聲波測距法:該方法是根據超聲波在攝像機和被攝物之間傳播的時間進行測距的。光學儀器上分别裝有超聲波的發射和接收裝置,工作時由超聲振動發生器發出持續時間約1/1000s的超聲波,覆蓋整個畫面的10%。超聲波到達被攝體後,立即返回被接收器感知,然後由集成電路根據超聲波的往返時間來計算确定調焦距離。

紅外線式和超聲波式自動對焦是利用主動發射光波或聲波進行測距的,稱之為主動式自動對焦。

各種自動對焦的特點

各種自動對焦方式各有其局限性。例如紅外測距和超聲測距的對焦方法,當被測目标對紅外光或超聲波有較強的吸收作用時,将使測距系統失靈或對焦不準确;而對比度法聚焦檢測受光照條件的制約,當光線暗弱或被攝體與背景明暗差别很小時,對焦就會有困難,甚至失去作用。

應用分析

目前市場的消費級數碼相機很多采用對比度法進行自動對焦,從對比度法的原理可知,當兩個檢測器所輸出的對比度差值絕對值最小時是最佳狀态,我們假定兩個檢測器所輸出的對比度差值的絕對值為m,要使m最小,必須多次移動鏡頭後再利用差值法逐次逼近.多次移動鏡頭需要耗費很多時間,而數碼相機對于對焦時間又有一定的要求,這本身是一對矛盾,所以折中的辦法就是,在滿足使用的情況下,給定一個值,我們暫且假定為Q,隻要m

所以我們可以得出下列結論:

aQ值設定的越小自動對焦的精度就越高,對焦的速度越慢。反之Q值越大,對焦精度就越低,對焦的速度就越快。

b圖像的反差越大,光線強,差值法逐次逼近的速度越快,容易滿足對焦條件。 

c圖像的反差越小,光線弱,差值法逐次逼近的速度越慢,不易對焦,光線很弱時,根本無法完成對焦。 

從而我們即可知道在不同的情況下,根據我們的需要來設定這個Q值,以滿足要求。目前的數碼相機的對焦速度是不可調整的,已經固化在fireware中,但我們可以從相機的不同設定中看到對焦速度的差别。

我們可以簡單将數碼相機的應用分為以下幾檔: 

a高精度檔:此檔對焦最慢,對光線要求高。 

b普通精度檔:此檔對焦最一般,對光線要求不是太苛刻。 

c次精度檔:此檔對焦速度稍快,但精度有所下降。 

d低精度檔:此檔對焦速度最快,但對焦的精度很低。

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