单反相机自动对焦系统简史
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单反相机三种对焦模式详解单次⾃动对焦精度最⾼今天谈⼀下相机的三种对焦模式:单点对焦、⼈⼯智能⾃动对焦和⼈⼯智能伺服⾃动对焦。
我们可以把世界上的景物状态分为:静⽌、运动和欲静欲动,对于摄影来说,拍摄运动或静⽌的对象,就需要采⽤不同的对焦⽅式,拍到清晰的照⽚。
我们该如何操作和选择对焦模式呢?基本运⽤原则单次⾃动对焦模式⽤于拍摄静⽌的对象,使⽤这种对焦⽅式的对焦精度是最⾼的。
在拍摄⼀般⼭⽔⾃然风光画⾯或者是单独静⽌的景物还有简单⼈像时,应该使⽤单次⾃动对焦模式,这样可以获得更⾼的对焦精度,画⾯画质更为锐利、细腻。
⼈⼯智能伺服⾃动对焦模式⽤于拍摄运动的对象。
在这种对焦模式下拍摄运动主体时,相机会启动连续对焦模式对被摄主题进⾏持续对焦,确保拍摄者随时按下快门时,都能够拍摄出主体清晰的画⾯。
⼈⼯智能⾃动对焦模式⽤于拍摄欲动欲静的对象,如处在起跑线上的运动员,下⼀秒可能是静⽌,也有能是运动起来。
在这种模式下,如果拍摄物体⼀直是静⽌的,此时按下快门拍摄,相机会切换到单次对焦模式,以确保获得更⾼的对焦精度;如果被摄主体变为运动状态,那么相机就会切换为⼈⼯智能伺服⾃动对焦模式,对主体进⾏连续对焦。
总结对于静⽌的对象,使⽤单次⾃动对焦模式拍摄,单次的对焦精度是最⾼的,快速的。
对于运动的对象,如果我们想抓拍到运动精彩瞬间,就需要使⽤连续对焦模式。
具体操作就是半按住快门,焦点和视⾓追随运动对象,相机就会对运动的景物进⾏连续对焦,拍摄者随时完全按下快门,就可以拍摄到对焦清晰的画⾯。
但值得注意的,连续对焦所拍摄的画⾯,对焦精度是弱于单次对焦的。
其实还有⼀种对焦⽅式就是⼿动对焦MF,在光线很弱光情况下⾃动对焦可能⽆法⼯作,摄影师可以使⽤⼿动对焦模式,将相机镜头上的对焦开关拨到MF⼀侧,就是⼿动对焦。
但是⼿动对焦模式需要拍摄者有相当的熟练的⼿动对焦功底,还要考验拍摄者的视⼒,掌握不好很容易拍出模糊虚焦照⽚,初学者还是使⽤⾃动对焦更⽅便。
数码相机自动对焦原理数码相机自动对焦是一项重要的功能,它使用户能够更轻松地拍摄出清晰锐利的照片。
那么,数码相机的自动对焦是如何实现的呢?本文将详细介绍数码相机自动对焦的原理。
一、对焦方式数码相机的对焦方式通常包括以下几种:自动对焦(AF)、手动对焦(MF)和连续对焦(AF-C)。
在自动对焦模式下,相机会自动检测场景中的主体,并尽可能将其对焦清晰。
手动对焦模式则由用户根据拍摄需求来调整对焦,而连续对焦模式适用于拍摄移动主体。
二、相位对焦与对比度对焦在自动对焦中,常用的方式分别是相位对焦和对比度对焦。
相位对焦是一种快速准确的对焦方式,它通过利用光线的相位差来进行对焦,适用于拍摄静态或运动较快的主体。
而对比度对焦则是根据图像对比度的变化来确定对焦位置,适用于拍摄静态主体或运动较慢的场景。
三、对焦传感器数码相机的自动对焦功能离不开对焦传感器的支持。
对焦传感器通常位于相机镜头内部或对焦系统的感光元件上。
它能够感应到通过镜头进入相机的光线,并将光线数据转化成电子信号,以供相机进行对焦计算。
四、对焦点选择数码相机通常有多个对焦点,用户可以根据需要选择不同的对焦点。
对焦点的数量和布局视相机型号而定。
在自动对焦模式下,相机会根据拍摄场景自动选择对焦点,也可以由用户在手动对焦模式下自行选择对焦点。
五、对焦算法数码相机通过内置的对焦算法来实现自动对焦。
该算法基于在对焦传感器中获取的光线数据以及相机内部的处理器进行计算。
常见的对焦算法包括相位对焦算法和对比度对焦算法。
这些算法可以根据场景需求进行自动切换,以达到最佳的对焦效果。
六、对焦辅助功能为了提升对焦的准确性,数码相机还常常配备一些对焦辅助功能。
其中最常见的是辅助光束,它会在暗光环境下发出红光辅助对焦。
此外,还有一些相机支持人脸检测对焦、目标识别对焦等特殊功能,以满足用户更多的对焦需求。
总结:数码相机自动对焦是便利用户进行拍摄的重要功能,它通过对焦方式、对焦传感器、对焦点选择、对焦算法以及对焦辅助功能的配合实现。
相机自动对焦系统的运行
相机的自动对焦系统可以智能地调节镜头,从而在拍摄对象上实现清晰对焦,该系统的好坏甚至意味着你是拍到了清晰的照片,还是错过了出色的拍照机会。
尽管其目的看起来很简单——在焦点处获得清晰的内容,但相机的内部对焦工作方式并不简单。
本教程通过介绍自动对焦的工作原理来帮助你提升照片质量,让你能够充分利用自动对焦的优点,并避开其缺陷。
注意:自动对焦(AF)利用相机内部的对比度传感器(被动AF)或通过发出信号来照亮或估算与拍摄对象之间的距离(主动AF)来完成对焦工作。
可以使用对比度检测或相位检测方法来执行被动AF,但是两者都依靠对比度来实现准确的自动对焦;因此在这个关于自动对焦的教程中,我们将它们视为对焦质量是相似的。
除非特别说明,否则本教程将假设使用被动自动对焦。
在教程的末尾,我们还将讨论主动自动对焦的对焦辅助灯方法。
概念:自动对焦传感器相机的自动对焦传感器是在背后实现准确对焦的真
正引擎,而且以不同的阵列形式分布在图像的视野中。
每个传感器通过在图像的各个点上评估对比度的变化,从而衡量相对的对焦情况,其中对比度最大的地方被假定为清晰度最高。
改变对焦量:模糊部分清晰。
了解单反相机的自动对焦点单反相机的自动对焦感应器上一般具有多个对焦点。
对焦点图案有:一字型(线型,水平或垂直)、十字型、米字型或双十字型对焦感应器;在所有对焦点中,中央对焦点的精度最高、对焦速度最快。
多数相机在中央对焦点配置了十字甚至米字型对焦感应器;高档相机的对焦点全为十字,中央双十字;而入门相机则可能是是中央十字,其他点为一字对焦感应器。
根据镜头的不同,可利用的自动对焦点数目和对焦点图案会有所不同。
佳能1DX、5D Mark III、5DS/5DSR、1DX Mark II再到5D Mark IV,都采用这款61点对焦系统。
不过其实细心的朋友应该知道,佳能每一代的61点系统都有一定区别。
在1DX Mark II上,相比于5D3,5D4的对焦系统也有了一定升级,最主要的升级在于对f/8镜头的支持上,5D3并不支持f/8对焦,而5D4上,则支持f/8对焦。
以佳能具有61个自动对焦点的相机为例,镜头分为A到H的8组。
如:A组:可以利用61点进行自动对焦,中央5个双十字型自动对焦点。
相关镜头有:佳能大三元镜头EF 50mm f/1.8,EF 85mm f/1.2L, EF 100mm f/2等;C组:可以利用61点进行自动对焦,41个十字型自动对焦点。
相关镜头有:佳能小三元镜头EF 400mm f/4 DO IS USMF组:只可以利用47点进行自动对焦,G组的镜头只可以利用33点进行自动对焦;详情请参考佳能相机的使用说明书。
其实每一代的61点系统都有一定的升级。
5D4的61点系统在中心区域的垂直宽度上提升了8%,边缘区域的垂直宽度提升了24%,所以实际覆盖面积比原来的61点要大了不少。
据说,佳能EOS 1DX Mark III将采用全新自动对焦传感器,能在大光比环境下准确对焦。
在实时取景模式下,新机将具备525个自动对焦点。
选择对焦点及对焦区域多点对焦和单点对焦(1)对焦点越多越利于构图;(2)在连续对焦模式下,应选用多点(区域)对焦;由于有多个自动对焦点用于自动对焦,可以选择适合场景或被摄体的自动对焦点。
自动对焦与防抖_______________苍耳镜头新技术发展的里程碑25年的时间,可以让一种对焦技术从诞生打大面积普及。
25年的时间可以检验许多预言,解释许多疑惑,平息许多争论。
从1985年第一台自动对焦单反相机诞生至今,自动对焦技术不断发展,自动对焦点的镜头革新也从未停止。
美能达引发自动对焦技术革新众日系厂商纷纷跟进1985年2月,美能达发布了世界上第一台自动对焦单反相机a-7000.关于第一台自动对焦相机一直存在争论,在a-7000之前,实现AF功能的单反相机已有宾得的ME-F和尼康F3AF,但这些单反相机的镜头阵容薄弱,自动对焦性能不完善,故尚未被用户所广泛接受。
而美能达a-7000不仅有庞大的镜头系统,其特别之处还在于这台相机采用了先进的相位差检测自动对焦系统,虽然佳能在当时也推出了T80自动对焦单反机,但由于其自动对焦系统仍采用落后的检测方式,可更换的镜头数量也很少,因而远不及a-7000在技术上的成熟和先进。
美能达a-7000的测距方式要优于宾得ME-F,但测距速度要不尼康F3AF稍慢,但从整体水平上来看,美能达拥有丰富的镜头组,综合性能远远强于上述俩款机型。
因此,当美能达a-7000以在当时无与伦比的先进性和实用性展现在人们面前的时候,a 这个相机系列型号名称也成为了当时单反相机发生的重大变革的代名词。
目前主流的观点也是讲a-7000作为自动对焦单反相机的鼻祖,而不是其他相机。
美能达a-7000最初配备了AF35-70mm变焦镜头,后来又生产了AF-28mm f/2大口径广角镜头,和AF 100mm f/2大口径中焦镜头,此后,又增加了许多可变换镜头从而形成镜头群。
美能达a 系列机型在当时对许多日本主流相机生产厂家产生了强烈的冲击和影响。
但是由于技术的局限,那个时候的自动对焦技术前景并不十分明朗。
当时,奥林巴斯和康泰时等厂家为了和美能达a-7000相抗衡,相继推出了新一代手动对焦单反相机,而对于自动对焦技术的前景,人们莫衷一是。
自动对焦原理
自动对焦是数码相机和摄像机等设备中非常重要的功能之一,它可以帮助我们更容易地拍摄清晰的照片和视频。
那么,自动对焦是如何实现的呢?本文将从光学原理和自动对焦系统两个方面来介绍自动对焦的原理。
光学原理。
在介绍自动对焦系统之前,我们先来了解一下光学原理。
在相机镜头中,光线通过镜片聚焦在感光元件上,形成清晰的图像。
当物体距离镜头不同时,需要调整镜头位置来使光线能够正确聚焦在感光元件上,这就是对焦的过程。
自动对焦系统。
自动对焦系统是由传感器、对焦马达和控制电路组成的。
传感器负责检测物体距离镜头的远近,对焦马达则根据传感器的信号来调整镜头位置,控制电路则负责整个系统的控制和调节。
当我们按下快门按钮时,传感器会发送信号给控制电路,控制电路根据传感器信号计算出需要调整的焦距,并指挥对焦马达来移动镜头位置。
当镜头移动到正确的位置时,传感器会再次检测距离,确认图像已经清晰,然后控制电路会发送指令给相机,完成对焦过程。
总结。
通过上面的介绍,我们可以看到自动对焦原理是基于光学原理和自动对焦系统的配合实现的。
当我们使用相机时,只需要按下快门按钮,自动对焦系统就会帮助我们完成对焦过程,让我们更轻松地拍摄出清晰的照片和视频。
自动对焦系统的不断改进和升级,使得我们在拍摄过程中更加方便快捷,也更容易获得高质量的作品。
希望通过本文的介绍,大家对自动对焦原理有了更深入的了解。
感谢阅读!。
单反相机对焦功能怎么设定?(尼康篇)前言初学摄影,单反相机的自动对焦功能、自动对焦区域功能等称呼绕口且理解困难,本系列文章围绕佳能、尼康和索尼品牌的说明书,给大家做一尽可能详细的阐述,抛砖引玉,互相交流,共同进步!说明1.本文以尼康单反D850为例作出说明。
其它尼康型号的选择设置以文章所述内容进行类推。
2.本文仅讨论自动对焦功能,手动对焦略过。
3.本文仅讨论自动对焦功能在取景器拍摄状态下的区别及选择设置。
即时取景拍摄状态下,建议拍摄主体是静止状态,对焦模式选择单次,AF区域模式选择单点。
4.功能在照相机上的具体按键设置步骤本文略过。
一、尼康自动对焦功能操作步骤二、尼康自动对焦模式以被摄体的运动状态是静止还是移动为标准,分为单次伺服AF和连续伺服AF两种模式。
三、尼康AF区域模式尼康AF区域模式被划分为五个类别共9个模式。
五个类别是单点AF、动态区域AF、3D跟踪、群组区域AF和自动区域AF。
9个模式主要是从动态区域AF又细分出的9点动态区域AF、25点动态区域AF、72点动态区域AF和153点动态区域AF。
四、尼康AF区域模式详解1. 单点和多点五个类别9个AF区域模式如果按照单点和多点标准划分,只有两大类。
2.单点和多点AF区域模式在取景器内的显示和功能(1)单点AF照相机将仅对焦于所选对焦点上的拍摄对象。
适用于静止的拍摄对象。
在肩屏和取景器下部用“S”表示(英文单词Single,中文涵义“单个、单独”意思)。
(2)多点AF适用于移动的拍摄对象。
这其中:①动态区域AF在肩屏和取景器下部用“d9、d25、d72、d153”表示(英文单词Dot,中文涵义“点”意思)。
仅在AF-C连续伺服AF模式下选择,若拍摄对象暂时偏离所选对焦点,照相机将根据来自周围对焦点的信息进行对焦。
对焦点的数量根据所选模式的不同而异,可以选择9点、25点、72点和153点。
“暂时偏离”和“根据来自周围对焦点的信息进行对焦”,说明在该模式的拍摄中,照相机要始终跟随运动被摄物体,拍摄中如果存在偏离也只能是“暂时偏离”。
了解相机的自动对焦模式我。
引言现如今,相机已经成为人们日常生活中不可或缺的工具之一。
然而,对于许多摄影爱好者来说,相机的自动对焦模式可能是一个相当复杂的功能。
自动对焦是相机中一个十分重要的功能,它能够帮助我们拍摄更加清晰、锐利的照片。
在本文中,我们将深入探讨相机的自动对焦模式,包括其原理、不同类型的自动对焦模式以及如何选择最佳的对焦模式来满足我们的摄影需求。
二。
自动对焦的原理在介绍相机的不同自动对焦模式之前,我们先来了解一下自动对焦的原理。
相机的自动对焦通常通过传感器和对焦马达实现。
当我们按下快门按钮一半时,相机会发射出红外线或激光束来衡量物体与相机之间的距离。
接下来,相机根据物体与相机的距离,通过对焦马达移动镜头来调整焦距,从而实现自动对焦的功能。
自动对焦的原理虽然简单,但在实际使用中,我们还需要了解不同类型的自动对焦模式以及如何选择最佳的对焦模式来拍摄出理想的照片。
三。
相机的自动对焦模式1. 单次自动对焦模式(AF-S)单次自动对焦模式是最常见和最基本的自动对焦模式之一。
当我们使用这种模式时,相机只会在按下快门按钮时进行一次自动对焦,然后锁定焦点。
这种模式适合于拍摄静态物体或者不需要经常对焦的场景。
2. 连续自动对焦模式(AF-C)连续自动对焦模式适用于拍摄动态物体或者需要持续对焦的情况。
相机会不断地调整焦点,以保持物体的清晰度。
这种模式对于拍摄运动中的人物、动物或快速移动的物体非常有用。
3. 自动选择自动对焦模式(AF-A)自动选择自动对焦模式是一种智能型的自动对焦模式。
相机在此模式下会根据被拍摄物体的运动情况自动切换单次自动对焦模式和连续自动对焦模式。
这种模式适用于拍摄既有静态物体又有运动物体的场景。
4. 手动对焦模式(MF)手动对焦模式则是完全由摄影师来控制对焦的模式。
在这种模式下,相机不会进行任何自动对焦操作,而是完全由摄影师来调节镜头焦距,以获得最佳的对焦效果。
手动对焦模式适用于拍摄需要精确对焦或者在特定拍摄场景下需要手动调整对焦的情况。
详解:3大对焦模式,5大对焦区域,榨干相机的自动对焦性能大多数现代数码相机无论是入门级还是专业级,都配备了先进的自动对焦系统。
了解如何有效地使用自动对焦系统是获得清晰图像的关键。
往往失去焦点的模糊图像会毁掉一整张照片,而你无法在后期处理中修复它。
一些专业摄影师通常会把他们的照片转换成黑白,以掩盖产生的对焦问题。
不可否认,转换成黑白的确是一个下下策,但是准确的焦点可以转化为更清晰的图像,所以我们最重要的还是在拍摄前控制好手中的相机。
在本文我们将系统的了解现代数码相机中的对焦系统,并在实际的拍摄中获得更好的拍摄和效果。
单反相机是如何自动对焦的?如今数码相机的好处是,你不必像早期的胶片相机那样只能使用手动对焦。
并且你可以立即看到拍摄结果,可以随时轻松地更改相机设置多次拍摄,并且不用担心胶片的成本。
在过去的十几年里,自动对焦变得越来越先进,甚至最便宜的入门级单反现在也配备了相当复杂的自动对焦系统。
那么,现代相机的自动对焦系统是如何工作的?这是一个我们非常值得了解的基础知识。
主动对焦与被动对焦:有两种类型的自动对焦系统分别是主动和被动。
“主动对焦”系统的工作原理是在你的拍摄对象上发射一束红色光束,然后将光线反射回你的相机,计算出相机和拍摄对象之间的距离。
一旦相机知道这个距离是多少,它就会根据这个信息指示镜头调整焦距。
主动对焦的好处是,它可以在光线非常差的环境中使用,而正常(被动)对焦不起作用。
缺点是,你只能用它来拍摄不动的主体,并且在距离较远的情况下无法使用。
“被动对焦”不是依靠红色光束感应相机之间的距离和主题,它使用特殊的相机内部传感器来检测光经过镜头的对比度(称为“相位检测”),或使用相机传感器本身从图像中检测对比度(称为“对比度检测”)。
通常你的数码单反相机前面有一个“AF辅助”灯,它不是一个“主动自动对焦”光束发射器,它所做的只是像手电筒一样照亮你的主体,所以它仍然依赖于你的相机的“被动对焦”系统。
新⼿⼊门——⾃动对焦(AF)全⾯解读内容部分来⾃⽹络随着影像技术的发展,⼈们对于照⽚拍摄的要求也越来越⾼,就让我们从对焦说起,将会在本⽂中向⼤家介绍⾃动对焦的三种对焦模式和多种区域对焦的选择和具体的相机操作,在操作上主要以佳能、尼康的⼊门单反产品作为参考。
1.对焦失败原因是什么?既然说的是对焦,那么怎样才算对上焦呢?通常⾃动对焦完成后,机⾝会有合焦提⽰,这时我们可以按下快门拍摄,之后将照⽚焦点处进⾏100%放⼤进⾏验证,来查看焦点处是否清晰。
知道如何验证是否对上焦之后,我们来看看对焦失败的原因,笔者在此处将对焦失败分为两种情况,⼀是对不上焦,即相机本⾝⽆法合焦;⼆是焦点模糊,即焦点处画⾯不够清晰。
镜头上的对焦模式拨杆应调⾄AF镜头上通常都会标明其最近对焦距离先说对不上焦的原因。
⾸先是机⾝、镜头设置,镜头上的对焦模式拨杆应调⾄“AF”;除了设置上的问题之外,镜头的最近对焦距离也是个重要因素,很多镜头上都会标⽰其最近对焦距离,当拍摄物体与镜头距离⼩于这个值时,机⾝便会⽆法合焦了,可以增加拍摄距离来解决。
拍摄雪景等低反差题材时要注意找参照物(图⽚来⾃⽹络)暗光条件下可以打开对焦辅助灯来进⾏⾃动对焦(图⽚来⾃⽹络)对不上焦与拍摄的主体及环境也有关系,当拍摄主体的颜⾊及构造过于单⼀时就会出现⽆法对上焦的情况(例如拍摄全⽩的墙⾯时就很难对上焦),因⽽要选择反差较强的拍摄主体或者采取⼿动对焦(下期讲),⽽在光线过暗的环境下拍摄也会导致对焦失败,此时通常可以采⽤对焦辅助灯来解决。
对焦辅助灯有助于较暗环境下的对焦,⽽提⾼ISO则可以带来更⾼的快门速度通过三脚架稳定相机之后可以使⽤较低的快门速度(图⽚来⾃⽹络)接着说说焦点模糊的问题。
如果在机⾝完成合焦之后却发现照⽚焦点处出现模糊,那么除却硬件故障之外(镜头跑焦或是机⾝问题),多半是快门速度不够或是⽤户⼿抖导致的,这时可以提⾼相机的感光度或者采⽤更⼤光圈来缩短快门时间,也可以通过三脚架来稳定相机从⽽解决模糊的问题。
进入数码时代之后,所有的数码单反相机都有自动对焦功能。
用久了习以为常就会觉得这是一项必备功能,于是对自动对焦怎么来的课题就不再深究。
事实上,今天的数码单反相机自动对焦系统年纪并不大,从第一台成功打开自动对焦单反市场的美能达Maxxum 7000起(1985年)也不过25年。
这25年中自动对焦技术年年进步。
目前的数码单反即使是入门级机身,也有多个对焦点及支持拍摄移动物体的各种功能。
这在十多年前是高级机身的专利,二十多年前多半是幻想,和最早的Maxxum 7000相比更快速且准确。
所以,这是一篇多少有些怀古的文章,大略介绍从最早自动对焦单反相机到独树一帜的康泰时AX(1996年)之间的演变,剩下来的就是大家耳熟能详的发展了。
早期自动对焦原型机和量产机自动对焦的研究起源甚早,譬如尼康在1971年的Photo Expo(美国芝加哥市)展出了装在F2机身上的自动对焦镜头AF Nikkor 85mm f/4.2(见下图),徕卡也在1976年Photokina 上展出了带自动对焦系统的Correfot原型机、又在1978年Photokina上展出了功能齐全的相机,不过这些机型都没有正式量产上市。
第一台正式量产上市的自动对焦相机是柯尼卡C35 AF(1977年,下左图),这是使用霍尼韦尔的Visitronic自动对焦系统的简单(俗称傻瓜)相机。
第一台有自动对焦功能的单反相机是宝丽莱在1978年推出的SX-70 Sonar OneStep(下右图)。
它使用装在机顶的声纳(sonar)透过超音波测量对焦距离进行自动对焦。
第一批自动对焦单反镜头第一波有自动对焦能力的单反镜头在1981年前后出现,它们是佳能FD 35-70mm f/4 AF和启能AF 50mm f/1.7(后来又加上了AF 35-70mm f/3.3-4.5);下左照片是佳能AL-1机身配FD 35-70mm f/4 AF,下右是启能CE-4s机身加上AF 50mm f/1.7。
佳能和启能这两个自动对焦镜头前方都有两个小窗。
启能镜头使用红外线,一个小窗后面有旋转的红外线发射器,另一个小窗内有接收器(见下图)。
自动对焦时,会旋转的红外线发射器不断发出红外线、对焦马达驱动镜头移动,当接收器收到从被摄体反射回来最强的讯号时就停止对焦马达,从发射的角度和两个小窗之间的距离可以算出对焦距离。
佳能的系统比较复杂,不用红外线也没有移动的部份。
镜头上两个小窗后面各有一片反光镜,两片反光镜之间是一个反光棱镜,它后面是一个CCD数组(见下图)。
被摄体经过两个棱镜反射到反光棱镜、再投射到CCD上产生两个像,如果这两个像相同就表示对焦正确。
在对焦时,镜头内的对焦马达驱动镜头,比较投射在CCD上的两个像,直到对焦完成为止,从两个像之间的距离就可以算出对焦距离。
佳能和启能这两个镜头与机身完全没有通信,用户把相机取景器中央的对焦点对准被摄体,再按住镜头上的对焦键进行对焦,成功后会发出提示音或亮灯(取景器中可见),然后按下快门拍摄。
因为镜头和机身没有通信,佳能的镜头可以在使用FD接环的机身上自动对焦;同理,启能的镜头可以在使用宾得K接环的机身上对焦。
另外,对焦马达都在镜头内,需要安装电池,所以镜头都很大且重,对焦速度相当慢、失误率颇高。
更重要的是,两者都不是用镜头拍到的影像对焦,所以常会对错对象,而且近距离时有平行视差。
启能镜头由于使用红外线,很容易受被摄体和相机之间的物体(譬如玻璃)干扰导致对焦失误,然而它却可以在全黑的环境中对焦。
这两个最早期的自动对焦镜头上市时间很短,因为接下来自动对焦系统的发展异常迅速,它们才上市就几乎已经落伍了。
近代TTL自动对焦的雏型下一个自动对焦的里程碑是在1982年上市的宾得ME-F,匹配的镜头是宾得AF 35-70mm f/2.8,这是近代单反相机自动对焦系统的雏型。
在1983年又有两台新机:奥林巴斯OM-F(也叫做OM-30)和尼康F3AF,前者配了Zuiko Auto Zoom 35-70mm f/4 AF镜头,后者则有AF 80mm f/2.8和AF 200mm f/3.5 ED IF镜头。
最后,佳能也在1985年推出T-80,它使用FD接环而且配了三个镜头AC 50mm f/1.8、AC 35-70mm f/3.5-4.5和AC 75-200 f/4.5,但是这些镜头和1987年推出的EOS机身并不兼容。
这些机型都用TTL(Through The Lens、通过镜头)自动对焦方式。
下左图是宾得ME-F的反光镜,将其略微掀起露出后方副镜,下右图是从机背方向看反光镜室底部,它有一个小长方框、下方是自动对焦模块。
反光镜中央部位、副镜的前方是半透明的,这个部位对应着取景器中唯一的对焦点。
自动对焦时,从镜头来的影像有一部份穿过反光镜到达后方的副镜,再被副镜反射到反光镜室底部的自动对焦模块,从而驱动在镜头中的马达对焦,所以宾得ME-F是第一台TTL自动对焦相机。
TTL自动对焦的最大好处是和使用的镜头无关,而且没有对焦点和视线之间的差异。
宾得ME-F与其它机型的镜头开始使用电子接点和机身沟通,操作也和今天的数码单反类似;轻按快门对焦,对焦完成后取景器中合焦指示灯亮起。
尼康F3AF虽然采用类似的机制,但副镜反射到反光镜室底部的是测光用,自动对焦系统在五棱镜模块DX-1中,把DX-1换到其它F3(1980年推出)机身上就没有自动对焦能力,但是提供合焦指示。
另外,尼康F3AF自动对焦系统的(两节AAA)电池是装在DX-1中而不是在镜头内,所以镜头比同时期的自动对焦镜头来得轻巧。
值得一提的是佳能AL-1,某种程度上AL-1也可以算是第一批自动对焦的机种(佳能叫做QF、亦即Quick Focus),它只有合焦指示而没有匹配的自动对焦镜头。
这些机型用反差检测原理实现自动对焦。
反差检测是基于一个很重要的现象:当对焦准确时,对焦区域的对比度最高;反之,对焦区域的对比度就较低,整个区域可能几乎没有细节。
下面照片是个模拟的例子,这些画面都是在不同对焦距离下拍摄、再把对焦区域裁下来的结果。
第一张的对焦距离超过准焦点太远,然后镜头逐渐拉近,于是越靠近准焦所在的画面越有细节、对比度越高,到准焦所在对比最高(最后一张)。
如果继续把对焦距离拉近,画面又开始模糊、对比度降低,这相当于把这几个画面自下向上看。
在反差检测原理下,自动对焦系统要有一个判定某区域中影像对比度的算法,从计算出的对比度决定移动镜头的方向,直到对比度最高为止。
反差检测的自动对焦比较慢、失误机会大。
虽然比第一代的技术进步很多,但仍然不够健全。
随着图像处理技术进步,数码单反的Liveview、消费数码相机、甚至无反光镜可换镜头数码相机都使用反差检测的自动对焦,只有数码单反清一色使用更快、更准确的相位检测技术。
近代TTL自动对焦时代来临目前的数码单反自动对焦系统是从美能达Maxxum 7000开始的(1985年);这型相机在日本和亚州叫做A7000(或Alpha 7000)、在北美是Maxxum 7000。
Maxxum 7000之所以留名相机史主要是它使用了一套全新的相位检测技术,在自动对焦时比较快也比较准确,所以推出之后十分成功,变成各家追赶的对象,目前所有数码单反相机都使用相位检测自动对焦系统。
下左图是一台美能达Maxxum 7000早期版本,从照片可以看出相机已经全部电子化,旧式的转盘和旋钮都改成按键,上片和倒片也变成自动的(没有上片扳手和倒片旋钮)。
Maxxum 7000的自动对焦机制和上一代机型类似,反光镜后面有副镜、自动对焦系统在反光镜室下方。
除了相位检测技术之外,美能达还发展出装在机身内的小型对焦马达,于是Maxxum 7000机身可以用四节AAA电池提供包含自动对焦在内的电力,使自动对焦镜头变小变轻、而且也比较便宜。
Maxxum 7000镜头座有螺丝起子头样的机身对焦马达转轴,镜头后方则有螺丝头驱动机制,这与目前有机身马达的机型无异。
美能达Maxxum是第一台近代自动对焦机型,有相位检测和机身内小型对焦马达的创举,这些都成为后来自动对焦机型的模。
但是美能达面临两件法律上的纠纷。
第一件是小事,Maxxum 7000在北美地区上市时,Maxxum的xx是写成一个字(上右图),但是这个写法和Exxon石油公司的商标相似,所以Exxon要求美能达限期改善,因此只有最早期一批数量不多、销北美地区的Maxxum 7000使用这个写法。
第二件却是大事,当时开发出很多自动对焦系统专利的美国厂家霍尼韦尔控告美能达侵权,经过冗长的法律程序后,美国法院判决美能达败诉,赔偿霍尼韦尔一亿两千七百多万美元。
无论如何,美能达Maxxum 7000是开近代单反相机自动对焦先河的机种,此后自动对焦机型不断涌现,各家做出无数的改良才有今天可靠、快速、准确的自动对焦系统。
简化的相位检测概念是这样的。
镜头的影像经过副镜被反射到在反光镜室底部的自动对焦模块,模块中有两个小透镜、各自撷取在对焦点区域两边影像的小部份,再投射到分成两组的CCD数组上。
概念上这两个小透镜的位置在感光芯片后方,它们把撷取到的影像在CCD数组上聚焦(见下图)。
如果镜头对焦准确,这两个重新聚焦的像会在各自CCD数组中央(图中黑线),两者之间(预先知道)的距离是对焦准确时的相位(phase)。
但若镜头成像位置在感光芯片前方(图中蓝线),CCD上像之间的距离比较近,也就是相位比较短;反之,但若镜头成像位置在感光芯片后方(图中红线),CCD上两个像之间的距离比较远,也就是相位比较长。
所以,从比较准焦相位和非准焦相位之间的差异,就可以算出镜头对焦时的移动方向和距离,再向镜头下达移动的指令、一次把镜头放到定位,从而对焦成功。
L:镜头,S:感光芯片,M:小透镜,C:CCD数组,d:CCD数组中心距离上面是一个简化的说明,但各家的相位检测自动对焦技术差不多都是从这个基本型式演化出来,在此不作深入探讨。
独特的康泰时AX讲自动对焦系统很难不提到京瓷的康泰时AX。
自动对焦到了1996年大致上已经发展成熟定型,但是京瓷就在1996年推出了独一无二的康泰时AX(见下面图),它可以用手动镜头自动对焦。
当时京瓷希望康泰时AX可以让质量极高的卡尔·蔡司手动镜头自动对焦,所以在设计时让反光镜、棱镜和底片一起移动,对焦到近距离时整个组合向机身后方移(下左图),对焦到较远处时整个组合向镜头方向移(下右图)。
所以,康泰时AX是唯一不靠转动镜头、而是靠移动底片对焦的单反相机。
但是焦距较长的镜头的对焦行程比机身内所能移动的空间更长,所以使用较长焦距镜头时得先对焦环对得差不多,再用自动对焦系统让它完成最后的对焦步骤。
跑焦的困扰有时候会发生机身指出对焦准确,但照片却明显有对焦不准的现象。