数码相机是怎样进行自动对焦的?

来源 摄影札记 发布时间 2013-11-04

在数码年代,自动对焦是最最基础的功能吧?而且厂商们也把这个作为重要战场之一,对焦速度成为了比拼实力的量尺,但你又是否知道自动对焦是怎样进行的呢?

(一) 相位检测 (Phase Detection)

“相位检测”自动对焦是如何运作的

数码相机是怎样进行自动对焦的?
这是Nikon D4的横切面,展示大多数DSLR的自动对焦系统

1、主反光镜
这块半镀银的反光镜会把大多数光线送上棱镜及观景器,小部分则穿过并抵达背后的次反光镜。

2、次反光镜
它会把影像送往相机底部的自动对焦感应器,并会在曝光时随着主反光镜升起而置平。

3、自动对焦感应器(AF sensor)
不同的DSLR使用不同的感应器,例如D4使用Nikon最高端的51点Multi-CAM 3500FX sensor

4、光线路径-观景器
这是影像抵达观景器的路径。

5、光线路径-AF sensor
这是光线抵达自动对焦感应器的路径。

与其他种类的数码相机不同,DSLR使用分开的“相位检测”AF sensor

数码相机是怎样进行自动对焦的?

相位检测AF sensor可以检测到主体失焦了多少,并且在镜头进行对焦之前,就已经知道它需要进行多少调整、要移前还是移后。

简单来说,就是相机将光线分离,透过 AF sensor 比较一对光线,以判断焦点位置是移前了还是移后了,并藉此控制对焦环的调整。这方法对焦准确而且速度快,但是需要使用不少配件,常见用于 DSLR,但亦有部份无反相机例如 Nikon 1 是使用相位式对焦。

(二) 对比检测 (Contrast Detection)

这是透过镜头直接在感光元件上进行,原理是对焦的影像往往会有最高的对比度,即是相邻像素之间会有最密集的差别,所以镜头会一直调整直至达到最高对比值。问题是这方法不会知道焦点本身是移前还是移后了,所以对焦速度较慢,光线不足时更甚,亦较难自动追焦。不过好处毋须使用额外组件,因此常见用于随身机、无反相机等,有些 DSLR 亦会在 Live View 模式时使用对比式对焦 (或混合式)。

(三) 其他

虽说以上两种是主流方式 (加上混合式),各厂商依然不断尝试新的对焦技术,例如早前 Canon 70D 就推出名为“Dual Pixel”的新技术,主要原理就是 sensor 上的每一像素,都可同时吸收光线并进行相位差检测以进行自动对焦。

数码相机是怎样进行自动对焦的?

除此之外,亦有“主动式对焦”,即是透过发射红外线、超声波或雷射来进行对焦,与上述被动吸收景物光线的截然不同,但甚少见于一般的数码相机。

当然,科技是不断进步的,以上提及的原理及缺点,相信很快就会被厂商透过各种方式改良,这些资料可作为基本参考,好让我们见证时代的变化。如果有读者已经掌握到更新的科技发展资讯,亦欢迎跟我们分享呢。