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自动对焦对的方法:对比度,相位检测及混合自动对焦
  • 分类:测试技术
  • 原作者:carina
  • 时间:2018-09-26
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 数码相机在自动对焦的时候有不同的对焦系统。由于相机种类的不同,可以使用对比度自动对焦,相位检测自动对焦或混合自动对焦。在紧凑的相机中,对比度自动对焦可以确保合适的清晰度。单反相机使用相位或对比度自动对焦,主要取决于拍摄时使用取景器或实时取景模式。混合自动对焦在紧凑的和无反光板的相机中的应用正在增加。

  我们首先从对焦开始。镜头距离的设置必须根据物体的距离设置,这样能够保证对焦在物体上。在手动对焦模式中,镜头上的对焦环必须向左或向右旋转。所有的镜头上都有刻度,这样可以设置距离或读出。例如,如果一个物体2米远,对焦环可根据此设置。在自动对焦模式中,镜头的马达确保了设置正确的距离。

  通过改变镜头设置的距离,镜头系统的主位置(透镜组的光学中心)远离或靠近传感器。当在合适的位置时,镜头系统突然把物体的光信息复制在记录在案。

  对比度探测自动对焦

  紧凑的数码相机使用对比度检测自动对焦系统去实现自动对焦。基本原则是:系统会分析在不同的焦点位置图像传感器上的对比度,这样可以寻找最大对比度的位置。当找到这个时,光学系统会根据此进行调整并且会获得清晰的图像。

  当拍摄一个物体时,光通过镜头进入传感器。这个传感器的图像的对比度及会被自动对焦系统分析。一个值是不够的,因为只有进行比较才能够确定最大对比度。根据这个,对焦系统会调整更多的对焦位置确定对比度。因为并不清楚镜头的最优距离在哪个方向,只能每个方向都试一下。



  只要测量的对比度增加,方向就会被保持。如果检测到低对比度,自动对焦系统会根据算法在相反的方向进行。这种测定会一直进行直到最大值被找到。这个过程会花费一点时间,但是它提供了更精准的结果。

  物体的对比度越好,对比度自动对焦系统就可以更好的工作。如果一个物体有着低的对比度,在寻找最大值的时候会变得更困难。因此,自动对焦系统在有着低对比场景或光线较低的时候显得不方便,可能会导致对焦错误。

  相位检测自动对焦

  与对比度探测自动对焦相比,相位检测自动对焦系统能够精确知道哪个方向设置的距离需要改变。当然这就节省时间及系统运行更快。

  单反相机有着相位检测自动对焦。他们有着单独的自动对焦模块,这个是装在相机的底部。通过自动对焦传感器设置对焦。计算的信息会传递到镜头。最后,镜头马达确保设置必要的距离。但是光是怎么到达自动对焦传感器上的?单反相机有着振镜。当通过取景器看物体时,镜子尖头朝下,光线信息就可以传到观察者的眼中。在自动对焦模式中,相位自动对焦系统同时被激活,这就意味着光必须达到独立的自动对焦模块中。



  技巧:振镜的一部分是透射的,允许一部分光通过。通过这种方式,到达第二块镜子(sub-mirror),它可以改变光的方向达到自动对焦模块上。这个模块上有许多自动对焦传感器,相机的对焦分配给两个传感器,所谓的一对传感器。

  在使用两个或四个微型镜头,测量区域的边界射线被分开并朝向对应的一对传感器。产生的子图像,更确切的说是它们光强测试模式,进行相互比较。由于子图片的相互位置和偏差,自动对焦系统要计算必要的修正。这个信息传递到镜头。设置正确的距离这样物体能够准确对焦。

  相位检测自动对焦和镜头速度

  有时候看上去相位检测自动对焦方法不能正确的工作及在设置对焦的时候有问题。但是这不能说明这个是有缺陷的。为了确定设置正确的对焦,自动对焦传感器要求自动裁剪边缘光线。要知道测量单元都是分布在自动对焦模块上并且可以位于中心以外。为了确保合适的对焦,边缘光线必须到达激活的自动对焦传感器上。这就是镜头速度起到的作用。镜头越快(大光圈,小的F数),镜头的视角越大,入射光的视角也大。

  如果我们使用慢的镜头,进光的角度就窄。那么边缘光线就可能不能达到自动对焦探测器的外部,那么就没有足够的入射光用于测量。结果就导致自动对焦不能合适的工作或根本不工作。

  然而,你可以保证达到什么水平才是清晰的呢?制造商通常指定在哪个速度(最小光圈)时自动对焦传感器是灵敏的和全功能的。事实上,这就意味着应该使用镜头上的最小光圈。如果我们对比不同镜头的速度,我们可以看到广角镜头一般比长焦镜头的速度快。为了演示,假定一个带有焦距为18-55mm的变焦镜头。最大光圈是1:3.5(18mm)和最大焦距是1:5.6(55mm)。

  如果自动对焦传感器的中心的灵敏度达到1:5.6,我们不需要担心自动对焦。然而,如果使用一个最大光圈为1:6.3的长焦镜头,那么自动对焦可能不正确或者只能使用手动对焦。在你快速假定缺陷之前,最好去看一下相机的参数表。相位检测自动嘴角的灵敏度信息是可以在参数中找到的。制造商通常表明传感器中心的灵敏度,经典的是位于1:2.8和1:5.6之间。

  当我们关掉光圈时会发生什么?

  在取景器模式时可以用相位检测自动对焦。光圈仍然保持在最大位置知道快门按钮释放或景深预览按钮被按下。因此在预览时光是不受限制的。因此,在取景器模式中选择的光圈对自动对焦系统没有影响。假定镜头有着必要的速度,那么有充足的光可以到达自动对焦模块。

  实时取景

  在数码单反相机中相位检测自动对焦不是一直可以使用。在实时取景模式中,对焦通常是通过对比度检测自动对焦方法设置的。但是为什么?为了在显示器上显示物体,镜片翻动。因此,光就可以到达传感器上,传感器可以准备相应的操作。



  由于翻动镜片,进入自动对焦传感器的光通量被打断。因此,不可能在进行评判。相机会自动切换到对比度自动检测对焦方法。

  优点和缺点

  对比度检测自动对焦:非常精确,没有最小光圈要求,比较慢,拍摄时要有足够的光线,对于快速运动的物体不支持,耗电量大。

  相位检测自动对焦:速度快,适合运动的物体,对于全功能的,需要广角;自动对焦区域有限制;前置和后置焦点有风险。

  混合自动对焦

  为了能够把两种方法的优点结合在一起,制造商快速的又设置了所谓的混合对焦方法。在实时取景模式,和无反射镜相机一样没有分开的自动对焦模式,因此可以把相位自动对焦的速度和对比度自动对焦的精确度结合。为了额外的提供相位自动对焦,部分传感器被用于对焦。

  通常,混合自动对焦分两步发生。首先,相位自动对焦快速调整距离设置,因此物体几乎清晰。随后对比度对焦进行微调。由于对焦位置的预先调整,确定最大对比度需要很少的时间也能够提供准确的对焦。因此,快速移动的物体是可以在实时取景模式中对焦。

  综述:

  单反相机取景器模式—相位检测自动对焦

  单反相机实时模式—对比度检测自动对焦或者混合自动对焦

  无反光镜相机—对比度检测自动对焦或混合自动对焦


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