自动对焦相机是如何工作的

由:加里·布朗

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松下和美国松下电器公司

自动对焦是一种很好的节省时间的方法,在今天的大多数相机上都能找到这样或那样的方式。在大多数情况下,它有助于提高我们拍摄的照片的质量。

在本文中,您将了解两种最常见的自动对焦形式,并了解如何确定您的相机使用的自动对焦类型。乐动体育网站5.0您还将学习一些有用的技巧,以防止使用自动对焦相机时图像模糊的主要原因。

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自动对焦是什么?

自动对焦(房颤)真的可以被称为能量聚焦,因为它经常使用电脑来运行微型电脑乐动体育网站5.0电动机为你聚焦镜头。对焦就是镜头不断地进进出出,直到被摄物的最清晰的影像投射到相机上电影.根据被摄对象与相机的距离,镜头必须与胶片有一定的距离才能形成清晰的图像。

在大多数现代相机中,自动对焦是一套自动功能中乐动体育网站5.0的一项,这些功能结合在一起可以使拍照变得尽可能容易。这些特性包括:

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  • 自动电影之前
  • 自动闪光
  • 自动曝光

自动对焦系统有两种类型:活跃的被动.一些相机可能有两种类型的组合,取决于相机的价格。一般来说,价格较低的傻瓜相机使用主动系统,而价格较高的相机则使用主动系统单反可更换镜头的(单镜头反射)相机使用被动系统。

活跃的自动对焦

1986年,宝丽来公司使用了一种声波导航测距(声纳),比如潜艇使用水下,反射声波这个话题。宝丽来相机使用了一个超高频声波发射器,然后监听回声(见图)雷达的工作原理详情)。Polaroid Spectra和后来的SX-70模型计算了反射的超声波到达相机所需的时间,然后相应地调整了镜头的位置。这种声音的使用也有其局限性——例如,如果你试图在一辆旅游巴士里关闭窗户拍照,声波会反射到窗户而不是拍摄对象,从而导致镜头对焦错误。

这个宝丽来系统是经典的活跃的系统。它之所以被称为“活动的”,是因为相机会发出某种东西(在这种情况下,是声波),以检测被摄对象与相机的距离。

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现在的主动自动对焦用的是红外信号而不是声波,而且适合拍摄距离相机20英尺(6乐动体育网站5.0米)以内的对象。红外系统使用多种技术来判断距离。乐动-软件典型的系统可能使用:

  • 三角测量
  • 从物体反射的红外光的量
  • 时间

例如,这项专利描述一种反射红外脉冲的系统通过观察反射光的强度来判断距离。红外是活跃的因为自动对焦系统在对焦模式下始终以脉冲形式发出不可见的红外光能量。

不难想象这样一个系统:相机发出红外光脉冲,就像宝丽来相机发出声音脉冲一样。实验对象将不可见的红外光反射回相机,然后相机乐动体育网站5.0微处理器计算出方向的红外光脉冲与入方向的红外光脉冲的时间差。利用这个差异,微处理器电路告诉聚焦电机移动镜头的方向和距离。当相机使用者按下快门一半的时候,这个对焦过程就会不断重复。这个系统和超声波系统的唯一区别是脉冲的速度。超声波以每小时几百英里的速度移动,而红外线以每秒几十万英里的速度移动。

红外线传感可能会有问题。例如:

  • 从明火(例如生日蛋糕蜡烛)发出的红外光源会混淆红外传感器。
  • 黑色的主体表面可以吸收出射的红外光束。
  • 红外光束会从被摄对象前面的物体反射回来,而不是射到被摄对象身上。

主动自动对焦系统的一个优点是它能在黑暗中工作,使闪光摄影容易得多。

在任何使用红外系统的相机上,你都可以看到红外发射器和接收器在相机的前面,通常在取景器附近。

为了有效地使用红外对焦,要确保发射器和传感器与拍摄对象之间有清晰的路径,不要被附近的栅栏或动物园笼子里的栅栏挡住。乐动体育网站5.0如果拍摄主体不在正中,光束就会直接穿过拍摄主体,然后在远处弹开不喜欢的拍摄主体,所以要确保拍摄主体在正中为中心的.非常明亮的物体或明亮的光线会让相机很难“看到”反射的红外光束——尽可能避开这些物体。

这项专利这项专利乐动体育网站5.0,这项专利每一个都显示了不同形式的红外传感。

被动的自动对焦

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失焦的场景

被动自动对焦,通常在单反自动对焦相机上使用,它决定了与被摄物的距离计算机分析图像本身。相机实际上是观察现场,并驱动镜头来回寻找最佳焦点。

一个典型的自动对焦传感器是电荷耦合器件(CCD),为计算实际图像元素对比度的算法提供输入。CCD通常是100或200像素的单条。来自场景的光线照射到这个条带上,微处理器就会观察每个像素的值。下面的图片可以帮助你理解相机看到的东西:

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失焦的像素地带
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获得焦点的场景
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聚焦的图像像素地带

相机里的微处理器会观察像素条,并观察相邻像素之间的强度差异。如果场景没有聚焦,相邻的像素有非常相似的强度。乐动体育网站5.0微处理器移动镜头,再次观察CCD的像素,看看相邻像素之间的强度差异是改善了还是恶化了。然后微处理器就会搜索存在的点最大强度的差异在相邻像素之间——这是最佳聚焦点。看看上面两个红色方框中像素的差异:在上面的方框中,相邻像素之间的强度差异非常小,而在下面的方框中,它要大得多。这就是微处理器在驱动镜头前后移动时要寻找的东西。

被动自动对焦必须有光线和图像对比为了完成它的工作。图像需要一些细节来提供对比。如果你试图拍摄空白的墙壁或颜色一致的大物体,相机无法比较相邻的像素,因此无法对焦。

与主动自动对焦系统的红外光束相比,被动自动对焦系统不存在对焦距离的限制。被动自动对焦通过窗口也可以很好地工作,因为系统可以像你一样通过窗口“看到”被摄对象。

被动自动对焦系统通常对垂直细节.当你将相机保持在水平位置时,被动自动对焦系统会对地平线上的船只有困难,但对旗杆或任何其他垂直细节没有问题。如果你以通常的水平模式拿着相机,聚焦于脸部的垂直边缘。如果你将相机保持在垂直模式,聚焦在水平的细节上。

更新、更昂贵的相机设计结合了垂直和水平传感器来解决这个问题。但是,防止相机的传感器在相同颜色的物体上被混淆仍然是相机使用者的工作。

你可以通过取景器看一幅小照片或空白墙上的灯开关,看到相机的自动对焦传感器覆盖了多少区域。从左到右移动相机,看看自动对焦系统在哪一点变得混乱。

我如何知道我的相机有哪个自动对焦系统?

看看你的相机类型:

  • 如果它是一个低于50美元的傻瓜相机或一次性使用的相机,它绝对是一个定焦镜头没有任何对焦系统。这种镜头的对焦是在工厂里设定的,当被摄体距离约为8英尺时效果最好。乐动体育网站5.0四英尺是用固定焦距相机能接近被摄对象的距离。当你透过固定焦距相机时,你通常看不到自动焦距相机的方括号或圆圈。然而,你可能会看到一个“flash ready”指示器。
  • 单反相机可互换镜头的典型使用被动的自动对焦系统。
  • 没有可更换镜头的相机通常使用主动红外乐动体育网站5.0,你可以看到发射器和传感器在相机的前面。

下面是一个快速测试,来判断你的相机使用的是哪种自动对焦系统(有些相机可能有两种系统):

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  • 走到户外,将取景器对准天空中没有云朵、电线或树枝的区域。按下一半的快门按钮。
  • 如果你得到一个“对焦ok”的提示,这是一个主动的自动对焦系统。
  • 如果你得到一个“对焦不好”的提示,这是一个被动自动对焦系统。CCD无法在蓝色的天空中找到任何对比度,所以它放弃了。

自动对焦总是准确和更快吗?

这实际上是由使用相机的人来决定对象是否在焦点上。相机只是帮助你做出这个决定。用自动对焦相机拍摄的照片会出现模糊的两个主要原因是:

  • 错误地聚焦在背景上
  • 移动相机,同时按下快门按钮

你的眼睛有一个快速自动对焦!试试这个简单的实验:把你的手举起来靠近你的脸,专注于它,然后快速地看你手后面远处的东西。乐动体育网站5.0远处的项目会很清楚,而你的手不会那么清楚。乐动体育网站5.0回头看看你的手。它将是清晰的,而从你的眼角,同样的远处项目将不清楚。你的相机没有这么快或这么精确,所以你经常需要帮助它。

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焦点锁定:伟大的自动对焦照片的关键

相机使用者常常能骗过自动对焦系统。如果焦点区域(两个方括号之间的区域)在两个人中间,那么照片中两个人的姿势可能不清楚。为什么?相机的自动对焦系统实际上聚焦于背景中的风景,也就是它“看到”两个人之间的风景。

解决办法是让拍摄对象偏离中心,然后使用相机的对焦锁定功能。通常情况下,对焦锁的工作原理是在你构图的时候按住快门键。的步骤是:

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  1. 构图,使被摄主体在画面的左三分之一或右三分之一。(这使得图片更加赏心悦目。)你会回到这个位置。
  1. 左右移动相机,使取景器中心的方括号在实际拍摄对象的上方。
  1. 按住快门按钮,让相机对准拍摄对象。把你的手指放在按钮上。
  2. 慢慢地把你的相机移回你在第一步中构图的地方。按下快门按钮。这可能需要一些练习来做对,但结果将是伟大的!

你也可以在垂直方向上使用上面的步骤,比如在拍摄以山脉或海岸为背景的照片时。

什么时候应该使用手动聚焦?

手动对焦环在大多数单反相机上仍然可以使用。当在动物园里给被栅栏关着的动物拍照时,自动对焦相机可能会把焦点对准笼子的栅栏而不是动物。在大多数消费级自动对焦相机上,在以下情况下使用手动对焦:

  • 你的主动自动对焦相机上有一个变焦镜头,你的拍摄对象在25英尺以外。乐动体育网站5.0
  • 你用的是被动自动对焦相机,拍摄对象几乎没有细节,比如一件白衬衫没打领带。
  • 你用的是被动自动对焦相机,被摄对象的光线不好或很亮,而且距离超过25英尺。

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自动对焦摄像头

自动对焦的摄像机是一个被动系统,也使用图像的中心部分。虽然对于快速拍摄非常方便,但自动对焦有一些问题:乐动体育网站5.0

  • 它的反应可能很慢。
  • 它可能会来回搜索,徒劳地寻找一个可以专注的主题。
  • 它在光线不足的情况下会有问题。
  • 当目标对象不在图像中心时,它会错焦。
  • 当物体穿过被摄对象和镜头之间时,它就会改变焦点。

自动对焦摄像机在强光下工作得最好。在弱光下切换到手动对焦。

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