现代照相机对焦原理的对焦系统有哪些

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-04-03 22:16 标签： 佳能的对焦系统
现代照相机的对焦系统有哪些_百度知道
现代照相机的对焦系统有哪些
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对比度对焦和相位对焦。原先有红外对焦和超声波对焦，现在基本淘汰不用了。
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现代数码照相机的基本分类
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你可能喜欢相机对焦 一字型、十字型、全像素双核、混合对焦都是什么东东？聊聊照相机的对焦（上）
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相机对焦 一字型、十字型、全像素双核、混合对焦都是什么东东？聊聊照相机的对焦（上）
随着数码技术的不断发展，照相机的功能、智能化程度也在日益提高。各大相机厂商在宣传自己的产品时，都会把相机的对焦系统作为一个卖点进行宣传，如尼康D5相机的153个对焦点、索尼的4D对焦，新型混合对焦、佳能全像素双核自动对焦CMOS AF，等等。对于用户来说，大部分情况下都是按下快门，相机自动完成测光、对焦，最后感光成像，对焦系统真有那么重要吗？对于山水风景等静物拍摄，对焦其实非常简单，但是对于运动的对象，如不怎么听话的小动物、宠物，体育比赛，舞台人物，荒野中奔跑的动物，飞翔的鸟类等等，一方面这些对象处于不停的运动，甚至是高速运动之中，与相机镜头的距离时刻在变化，另一方面精彩的画面稍纵即逝，容不得摄影者慢慢构图，对焦，这些情况就很考验相机的对焦能力了。随着应用的广泛和技术的不断进步，相机的对焦系统也经历了3个发展阶段。一、手动对焦最初的照相机对焦是靠人工完成的，拍摄者通过目测预估拍摄距离，转动相机对焦环，然后将镜头中央对准被摄体有明显竖线条的地方（本人的经验，拍人时对准衣服的竖边），也就是现在常说的“先对焦后构图”，在相机取景器中央会显示一个圆形区域，区域内被一条斜线分成上、下2部分放大显示对焦区，观察并细心调整对焦环，直到线条的上下2部分完全重合，表示已正确合焦。如图一是在一台80年代出厂的理光单反相机取景器中拍摄的手动对焦画面，图左边画面中线条上下对齐，表示已合焦，右边画面中线条上下错位。表示未合焦。图一：在相机取景器中拍摄的手动对焦画面二、主动式自动对焦通过在相机上发射红外线或超声波，利用发射和接收到光波的时间长度来测算相机与被摄对象之间的距离，类似于三角测距对焦法（与警察叔叔给你的超速罚单原理类似喔，只是形式上略有差别，一个是红外线，一个雷达波），在早期胶片相机时代被广泛应用。图二是尼康公司1990年上市的ＴＷ变焦３５～７０相机，采用的就是红外线主动式自动聚焦，调焦范围由０.６５米至无限远,分２２段。有３点式测距、中央点式测距和无限远等３种聚焦方式。图二：尼康公司1990年上市的带红外对焦相机主动式对焦相机，优点：由于采取主动发射光波的方式，所以在针对低反差景物和低照度条件下有着明显的优势；缺点：容易受到外界环境的干扰；对焦精度受到距离的影响，被摄体越远，返回到相机接收器的反射光线越少，对焦也愈加困难。总体来说，对焦精度相对较低。三、被动式自动对焦被动式自动对焦直接接收和分析来自景物自身的光线，这使得对焦系统能够更加的小型化，同时能耗更低。该对焦方式有两种：对比度检测法和相位检测法。1.对比度检测法，是通过检测图像的轮廓边缘来实现自动对焦的，当对焦准确时图像的轮廓边缘清晰，也就是说边缘交界处景物与背景之间的亮度差别较大，对比度较高。反之，如果图像处于失焦状态，对比度就较低。该办法多用于卡片机，早期的单电数字相机等，现在Sony的α7采用了改进的对比度检测法和相位检测法混合对焦。图三：索尼的单电相机采用了对比度检测和相位检测增强型混合对焦对比度检测法的缺点是对焦速度慢，因为它需要不断调整焦距，在焦点前后测试对比才能找到合焦位置，而不像相位检测法那样可以一步到位。2.相位检测法，是通过检测图像的偏移量来实现自动对焦的，具有更高的对焦精度和更快的对焦速度。目前的单反相机，大多数微单等都是采用该方法。图四：佳能相机的全像素双核对焦，在图像传感器的每个像素点上安装了2个光电二极管同为相位检测法，单反相机和微单，单反本身在取景器取景拍摄和即时拍摄情况下，实现的方法也有差别，下一篇文章再作介绍。
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原理是什么　　的自动是指根据被摄主体的距离，镜头自动移动完成调焦。第一台自动调焦照相机是1977年生产的柯尼卡(Konica)C35AF型照相机。下面介绍红外系统、声纳系统两种主动调焦方式和对影系统、相位检测系统两种被动式调焦方式。　　1.红外系统红外系统属于主动式自动对焦方式，是通过红外线发光二极管发射红外线，到达被摄物后反射回来的红外线被相应的光敏元件接收，测得被摄物与照相机之间的距离，完成调焦过程只需120毫秒。　　红外系统于1979年首先用于佳能AF35mm照相机上，目前它的使用最广泛(特别是在&傻瓜&照相机上)。　　红外系统不仅能在黑暗中对焦，也能透过玻璃对焦，只要玻璃与镜头光轴不是呈90.直角，靶区小至1.5.(对影及声纳系统的靶区是垂直角11.、水平角14.)。　　2.声纳系统声纳系统也属主动式自动对焦，1978 年，美国宝丽来公司生产了第一架SX-70AF型一次成像照相机。该照相机的快门按下去一半接通电子触发器时，声纳系统就能将按顺序发出的四个音频信号转换成超声波，然后根据超声波抵达目标再返回照相机的时间来测定被摄物与照相机之间的距离。距离信号进入照相机的接收器，根据寄存器累计脉冲数值，使镜头调定在正确的对焦距离L，全过程约需60毫秒，对焦范围为0.25-10m。该系统即使在黑夜也能准确测距调焦，但不能透过玻璃或水拍摄，有时近处的前景会影响对焦的精确度。　　3.对影系统对影系统属被动式对焦系统，1977 年，美国好耐威尔(Honeywell)公司生产的微型光电自动调焦组件，首先用于柯尼卡C35AF照相机。基本原理类似双影重合测距器，被摄对象通过照相机两个测距窗后的反光镜(一固定，一活动)，将影子反射到机内的两个光电感应体上，当两个影子的完全一致时，输出的信号最强，即完成调焦，全过程约需80毫秒。这种调焦方式调焦准确、耗能小，适用于一定的亮度和反差适中的景物，在逆光下效果较好。但这种自动调焦装置也存在不足：弱光下或面对低反差景物时精度较低，面对形状差不多的物体易导致调焦失误，对焦窗沾上指印也会影响调焦的准确性，拍摄主体必须位于画面正中，对焦以后不能随意更改取景画面，对动体的自动调焦能力较差。自动对焦的原理　　利用物体光反射的原理,将反射的光被相机上的传感器接受，通过计算机处理，带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦.多分为二类：　　1.主动式：相机上的红外线发生器、超声波发生器发出红外光或超声波到被摄体。相机上的接受器接受反射回来的红外光或超声波进行对焦，其光学原理类似三角测距对焦法.主动式中又有能量法，用于低档普及型相机的自动对焦，广泛用于各种平视取景相机.主动式对焦对斜面,光滑面对焦困难.对亮度大,远距离的被摄体对焦困难.这是由于发出的光被反射到其它方向,或达不到被摄体所至.主动式由于是相机主动发出光或波,所以可以在低反差、弱光线下对焦.对细线条的被摄体，对动体都能自动对焦.缺点是当被摄体能吸收光或波时对焦困难，还会被玻璃反射故透过玻璃对焦困难。　　2.被动式：即直接接收分析来自景物自身的反光,进行自动对焦的方式.这种自动对焦方式的优点是;自身不要发射系统，因而耗能少，有利于小型化.对具有一定亮度的被摄体能理想的自动对焦，在逆光下也能良好的对焦.对远处亮度大的物体能自动对焦。能透过玻璃对焦.但缺点是对细线条的被摄体自动对焦较困难.在低反差，弱光下的对焦困难.对动体自动对焦能力差.对含偏光的被摄体自动对焦能力差.黑色物体或镜面的对焦能力差。　　主动、被动式自动对焦方式各有千秋，好在一般照相机上都有二种自动对焦方式，可以互补使用，自动切换,发挥其强项，克服其弱点.上多使用被动式对焦方式，所以其对焦受最大光圈数的限制.光圈小于F8时自动对焦困难.为此，大多数单反相机都有自动对焦辅助光(Autofocus aidlights)发射器发射带红外带条纹的光束,帮助对不同质地的被摄体自动对焦。在光线足够亮时这些辅助光是不工作的。使用时需要注意的是;由于主动式的发射窗在相机的右边,所以在握相机时不要让手挡住发射窗.挡住发射窗时对不上焦.专业相机机身上没有发射辅助光的发射窗,只有装上,利用灯上的发射窗发射辅助光进行主动对焦。
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