وبلاگ گروه پیکسل

دوربین‌های دیجیتال چگونه به صورت خودکار فوکوس می‌کنند؟

0

از ورود تکنولوژی فوکوس خودکار به صنعت عکاسی سال‌هاست که می‌گذرد. خیلی‌ها کمپانی لایکا را پیشگام این تکنولوژی می‌دانند. لایکا در سال ۱۹۷۶ در نمایشگاه فوتوکینا از یک دوربین مجهز به سیستم اتوفوکوس رونمایی کرد که correfot نام داشت. ولی اولین دوربین فوکوس خودکار که به صورت انبوه تولید شد یک دوربین پوینت اند شوت ساده به نام Konica C35 AF بود که در سال ۱۹۷۷ روانه بازار شد؛ با این حال سیستم‌های فوکوس خودکار امروزی چگونه کار می‌کنند؟ و یا اینکه کدام روش برای رسیدن به دقیق‌ترین فوکوس مناسب‌تر است؟ اساساً تفاوت‌های این انواع نقاط فوکوس چیست؟ در ادامه سعی شده است که به یک پاسخ اجمالی از سؤالات فوق رسید و به یک دید کلی از انواع سیستم‌های خودکار دست‌یافت.

اولین دوربین با قابلیت فوکوس خودکار که به تولید انبوه رسید.
اولین دوربین با قابلیت فوکوس خودکار که به تولید انبوه رسید.

 

سیستم‌های اتوفوکوس با توجه به پیچیدگی‌شان از یک سنسور تکی یا مجموعه‌ای از سنسور‌ها بهره می‌گیرند. اکثر دوربین‌های SLR امروزی از سنسور‌های اپتیکی TTL (از میان لنز) برای فوکوس خودکار استفاده می‌کنند و در کنار آن از سنسورهای مجزای دیگر برای اندازه گیری میزان نور بهره می‌برند.

سیستم‌های فوکوس خودکار TTL با توجه به پیشرفت‌های چشم‌گیری که داشته‌اند بسیار سریع و دقیق‌تر از فوکوس دستی عمل می‌کنند. اغلب دوربین‌هایی که از سنسور‌های چند‌گانه جهت فوکوس اتوماتیک استفاده می‌کنند، امکان انتخاب یک نقطه فوکوس مشخص و دلخواه را در اختیار کاربر قرار می‌دهند، به علاوه این سیستم‌ها قابلیت تشخیص سوژه بر اساس الگوریتم از پیش تعیین شده را نیز دارد. برخی از این دوربین‌ها گام را از این نیز فراتر گذاشتند و قادر هستند که با محاسبه شتاب و سرعت سوژه‌های متحرک آن‌ها ردیابی کنند. در دوربین‌های کانن این روش فوکوس خودکار Al servo نام دارد و در دوربین‌های نیکون continuous focus می‌باشد.

سرعت سیستم فوکوس دوربین تا حد زیادی به حداکثر بازشدگی دهانه دیافراگم لنز بستگی دارد. معمولاً عدد دیافراگم‌های F2 و F2.8 بهینه‌ترین شرایط را برای فوکوس خودکار فراهم می‌کند. اگر دهانه دیافراگم از این باز‌تر شود مثلاً F1.4 یا F1.8، به این دلیل که عمق میدان بسیار کم می‌شود، برای رسیدن به فوکوس دقیق این سیستم باید زمان بیشتری را صرف کند و اگر هم عدد دیافراگم از F2.8 بالاتر رود به علت بسته‌تر شدن دهانه دیافراگم و کم شدن نور دریافتی، فوکوس خودکار کندتر انجام می‌گیرد.

انواع سیستم‌های فوکوس خودکار

سیستم فوکوس خودکار اکتیو Active AF

در این سیستم فوکوس اتوماتیک، فاصله از سوژه کاملاً مستقل از سیستم اپتیکی دوربین محاسبه می‌شود و بر اساس آن لنز بر روی سوژه فوکوس می‌کند. راه‌های مختلفی برای اندازه‌گیری فاصله سوژه تا دوربین وجود دارد که از میان آن‌ها می‌توان به استفاده از موج اینفرارد یا امواج مافوق صوت اشاره کرد. در این روش امواج به سوی سوژه تابانده می‌شود و با توجه به تأخیری که در بازتاب آن دریافت می‌کند، فاصله از سوژه محاسبه شده و دوربین بر روی سوژه فوکوس می‌کند. در دوربین‌های پولاروید مثلاً Sx-70 از این روش به طرز موفقیت آمیزی استفاده شد. در نمونه‌ای جدید‌تر مثل دوربین‌های کامپکت نیکون 35TiQD و کانن AF 35M و Contax T2 از تابش نور اینفرارد برای فوکوس خودکار استفاده شده است. یکی از معایب این سیستم کندی نسبی آن است چرا که باید ابتدا با یک سیستم الکترومغناطیسی فاصله را بسنجد و بعد از آن باید سیستم اپتیکی دوربین برای فوکوس دقیق تنظیم شود.

pentax_me-f_autofocus
دوریبن SLR پنتاکس ME F که مجهز به سیستم فوکوس خودکار Passive است.

سیستم‌های فوکوس خودکار غیر فعال Passive AF

در این نوع روش اتوفوکوس، دوربین هیچ موج و انرژی را به سمت سوژه ساطع نمی‌کند و با توجه به آنالیز تصویر شکل گرفته بر روی سنسور، دوربین به یک فوکوس دقیق می‌رسد. البته در این روش از فوکوس اتوماتیک، در مواقعی که نور محیط کم باشد و تصویر ثبت شده بر روی سنسور از وضوح کاملی برخوردار نباشد باید از یک سیستم فوکوس خودکار فعال کمک گرفت. فوکوس خودکار غیر فعال به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:

۱- تشخیص فازی phase detection

در تشخیص فازی PD نور دریافتی به دو تصویر مجزا تبدیل می‌شود و توسط سنسور دریافت می‌شود. این روش اغلب در دوربین‌های دیجیتال و آنالوگ SLR استفاده می‌شود. سیستم اتوفوکوس PD برای جدا کردن پرتو‌های نور و تبدیل آن به دو تصویر مجزا از مجموعه المان‌های نوری به نام Beam Spliter استفاده می‌کند. دو میکرو لنز کوچک برای هدایت پرتوهای دریافتی از سوژه در ورودی لنز قرار می‌گیرند در ادامه لنز به گونه‌ای تنظیم می‌شود تا دو تصویر به صور کامل بر روی هم منطبق شوند. اکثر سنسور‌های سیستم اتوفوکوس PD یک بعدی هستند و معمولاً در بعضی از تصویر مثلاً هنگام فوکوس بر روی خط افق دچار اشکال می‌شوند. برای حل این مشکل در دوربین‌های جدیدتر DSLR از نقاط فوکوس کراس استفاده شده تا سیستم فوکوس در شرایط مختلف عملکردی مطلوب را ارائه دهد.

autofocus_phase_detection-svg

دوربین D4 نیکون که به سیستم اتوفوکوس TTL تشخیص فازی مجهز است
دوربین D4 نیکون که به سیستم اتوفوکوس TTL تشخیص فازی مجهز است

۲- تشخیص کنتراست Contrast detection

در این روش دوربین بر اساس کنتراست تصویر ثبت شده توسط سنسور اصلی، بر روی سوژه فوکوس می‌کند. به گونه‌ای که موتور فوکوس به صورت مداوم لنز المان‌های لنز را جابه‌جا می‌کند تا به بیشترین کنتراست در لبه‌ای تصویر برسد. در روش CD دوربین به هیچ وجه فاصله از سوژه محاسبه نمی‌شود و بدون استفاده از هیچ سنسور کمکی دیگر، فوکوس بر روی سوژه صورت می‌گیرد. این روش در اغلب دوربین‌های بدون آینه استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که دوربین‌های امروزی معمولاً از این دو روش PD و CD به عنوان مکمل یکدیگر استفاده می‌شود.

نظرات

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.