फेज ऑटोफोकस का क्या मतलब है. ऑटोफोकस कितने प्रकार के होते हैं

ऑटोफोकस- यह एक तंत्र (उपकरण) है जो शटर बटन के एक प्रेस के साथ यथासंभव सटीक रूप से ध्यान केंद्रित करना संभव बनाता है ऑप्टिकल सिस्टमविषय पर लेंस। लगभग सभी आधुनिक कैमरों में ऑटोफोकस फ़ंक्शन होता है। जिस बिंदु पर फोटो खींची गई वस्तु से परावर्तित किरणें अभिसरित होती हैं, फोकस कहलाती है। ऑटोफोकस को किसी विशिष्ट वस्तु, वस्तुओं के समूह या किसी व्यक्तिगत बिंदु पर लेंस ऑप्टिक्स के तीखेपन को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऑटोफोकस सिस्टम की सुविधा आपको गुणवत्ता की हानि के बिना जल्दी और बिना तस्वीरें लेने की अनुमति देती है, और यह बहुत महत्वपूर्ण है जब एक फोटोग्राफर को पल को कैप्चर करने की आवश्यकता होती है।

सक्रिय ऑटोफोकस सिस्टम

1986 में कंपनी Polaroidअग्रणी सक्रिय ऑटोफोकस प्रणाली उनके कैमरों में. संचालन का सिद्धांत अल्ट्रासोनिक प्रणालीनिम्नलिखित शामिल थे: एक शक्तिशाली जनरेटर ने विषय की दिशा में एक निश्चित संख्या में आवेग भेजे, समय संदर्भ प्रणाली ने तुरंत काम किया, और जब सेंसर ने प्रतिध्वनि पकड़ी, तो प्राप्त आंकड़ों के आधार पर तंत्र ने दूरी की गणना की और निर्देश दिया लेंस को एक निश्चित स्थिति में ले जाने के लिए ड्राइव। यह विधिआमतौर पर सक्रिय कहा जाता है, इसमें उच्च फोकस करने की गति होती है और यह लेंस की विशेषताओं से पूरी तरह स्वतंत्र होती है। लेकिन सभी फायदों के साथ, इस पद्धति में एक महत्वपूर्ण खामी है। एक अल्ट्रासोनिक प्रणाली वाले कैमरे एक पारदर्शी बाधा के माध्यम से ध्यान केंद्रित करने में सक्षम नहीं हैं।उदाहरण के लिए, यदि आपको कांच के माध्यम से किसी वस्तु की तस्वीर लेनी है, तो कैमरा ऐसा नहीं कर पाएगा।

सक्रिय ऑटोफोकस प्रणाली के विकास की निरंतरता अवरक्त दूरी आकलन प्रणाली थी. यह प्रणाली तीन तरीकों पर आधारित है: त्रिकोणासन, परावर्तित विकिरण की मात्रा का अनुमान और समय का अनुमान।

हवा में ध्वनि की गति लगभग 300 m/s होती है, और प्रकाश की गति 300,000 m/s होती है। इन्फ्रारेड विकिरण सीधे प्रकाश स्पेक्ट्रम से संबंधित है, इसलिए अवरक्त विकिरण की दक्षता अल्ट्रासोनिक प्रणाली की तुलना में बहुत अधिक है।

मुख्य बाधा अवरक्त प्रणालीदूरी का अनुमान धूप में गर्म होने वाली वस्तुएं, आग की लपटें, घरेलू ताप उपकरण - सब कुछ है अवरक्त विकिरण. बड़े प्रकाश अवशोषण गुणांक के साथ विषय की दूरी को भी प्रभावित करता है। भौतिकी में एक परिभाषा है पूरी तरह से काला शरीर - पीशून्य प्रकाश परावर्तन वाली सतहें। सतह प्रकृति में बिल्कुल काला शरीर नहीं है, लेकिन कमजोर परावर्तक सतह गुणों वाली वस्तुएं हैं। यह पता चला है कि जब अवरक्त दूरी अनुमान प्रणाली बहुत कमजोर परावर्तक संपत्ति के साथ सामग्री का सामना करती है, तो यह विफल हो जाती है।

इस मामले में, आपको मैन्युअल रूप से ध्यान केंद्रित करना होगा। लेकिन इस प्रणाली के फायदे हैं, और अवरक्त प्रणाली खराब रोशनी और अंधेरे दोनों में ध्यान केंद्रित करने में सक्षम है। पहले, इस प्रणाली का उपयोग वीडियो कैमरों के निर्माताओं द्वारा सक्रिय रूप से किया जाता था, लेकिन बाद में वे आ गएटीटीएल- तरीका।

निष्क्रिय ऑटोफोकस सिस्टम

संचालन का सिद्धांत फेज डिटेक्शन ऑटोफोकसइसमें विशेष सेंसर का उपयोग होता है, जो लेंस और दर्पण का उपयोग करके छवि के विभिन्न बिंदुओं से प्रेषित प्रकाश प्रवाह के टुकड़े प्राप्त करते हैं। सेंसर के अंदर, प्रकाश को दो भागों में विभाजित किया जाता है, फिर प्रत्येक भाग अपने स्वयं के प्रकाश संवेदक से टकराता है। फोकसिंग और सटीक फोकसिंग केवल तभी प्राप्त की जाती है जब सेंसर के डिजाइन द्वारा दिए गए दो प्रकाश प्रवाह एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर हों। सेंसर प्रकाश धाराओं के बीच की दूरी की गणना करता है, और स्वचालित रूप से गणना करता है कि सटीक फोकस करने के लिए आपको लेंस के लेंस को कितना स्थानांतरित करने की आवश्यकता है। फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस अच्छा होता है जब आपको किसी गतिशील विषय की तस्वीर लेने की आवश्यकता होती है, यह तेज़ और सटीक होता है। बड़ी संख्या में सेंसर किसी वस्तु की गति का मूल्यांकन करना संभव बनाते हैं, अर्थात यह आपको ट्रैकिंग शूटिंग मोड को चालू करने की अनुमति देता है। यही कारण है कि आज एसएलआर, फिल्म और डिजिटल कैमरों में फेज ऑटोफोकस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

नीचे ऑटोफोकस के काम का एक दृश्य प्रतिनिधित्व है, स्लाइडर को स्थानांतरित करके आप फोकस को नियंत्रित करते हैं, एनीमेशन यहां से लिया जाता है।

आकृति 1

नाम से " विपरीत विधि» आप समझ सकते हैं कि कैमरा लेंस की व्यवस्था से पहचानता है कि छवि फोकस में है या नहीं, जो अधिकतम छवि कंट्रास्ट उत्पन्न करता है। कंट्रास्ट ऑटोफोकस के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: शटर उगता है और कैमरा एक छवि प्राप्त करता है। इस छवि से, कैमरा यह निर्धारित नहीं कर सकता है कि एक तेज छवि प्राप्त करने के लिए लेंस को कहाँ ले जाना है, और इसलिए अधिक सटीक फोकस। इसलिए, कैमरा लेंस को एक निश्चित दिशा में ले जाना शुरू कर देता है, उदाहरण के लिए, आगे। फिर यह डेटा को फिर से पढ़ता है और छवि के विपरीत (तीक्ष्णता) मान की जांच करता है कि यह पहले क्या था। कंट्रास्ट कम करने का मतलब है कि लेंस गलत दिशा में चले गए हैं। अब कैमरा लेंसों को विपरीत दिशा में ले जाता है, केवल उससे भी आगे जो वे शुरुआत में थे। शिफ्ट दूरी को कैमरा फर्मवेयर में प्रोग्राम किया जाता है। लगभग सभी मिररलेस डिजिटल कैमरों में ऑटोफोकस की कंट्रास्ट विधि का उपयोग किया जाता है। लेकिन उनमें से कुछ में हाल ही मेंएक तेज फेज फोकसिंग सिस्टम से लैस होना शुरू हुआ।

चित्र 2

ऑटोफोकस मोटर

कोई भी ऑटोफोकस तंत्र जो लेंस को गतिमान करता है, मोटर के बिना नहीं चल सकता। फोकस करने की गुणवत्ता मोटर की सटीकता और गति पर निर्भर करती है, लेकिन यह कैमरे की बैटरी के स्थायित्व को भी प्रभावित करती है। दो प्रकार के उपकरण आज बहुत लोकप्रिय हैं - " पेंचकस" और " अल्ट्रासोनिक", वे बहुत पहले नहीं दिखाई दिए। कैनन अपने कैमरों में नई ड्राइव का उपयोग करने वाले पहले लोगों में से एक थे " अल्ट्रासोनिक मोटर» लेंस के लिए। और उनके बाद, इसी तरह के बेहतर उपकरणों को अन्य कंपनियों द्वारा पेश किया गया था। आप पता लगा सकते हैं कि मोटर लेंस बैरल पर इंडेक्स द्वारा मौजूद है: यूएसएम - कैनन से, एचएसएम - सिग्मा से, एसडब्ल्यूएम - निकॉन और एसएसएम से - मिनोल्टा और सोनी। बजट लेंस मॉडल मुख्य रूप से "पेचकश" मोटर से लैस होते हैं, और अधिक महंगे लेंस "अल्ट्रासोनिक" से लैस होते हैं।

अपनी उपस्थिति के भोर में, ऑटोफोकस सिस्टम वास्तव में एक ऐसा धोखा था। अब हम ऑटोफोकस के बिना जीवन की कल्पना नहीं कर सकते हैं, लेकिन हाल ही में सभी ने इसका इस्तेमाल किया और कल्पना भी नहीं की थी कि स्वचालन विषय को स्पष्ट रूप से पकड़ सकता है।

पिछली सदी के 70 के दशक में पहली बार ऑटोफोकस के बारे में बात की गई थी। तब जर्मन कंपनी ने खुद को प्रतिष्ठित किया लीका, जिसने पहला ऑटोफोकस लेंस विकसित किया, और 1976 में ऑटोफोकस सिस्टम से लैस पहला कैमरा पेश किया। वह बन गई लीका कोरेफ़ोट, प्रदर्शनी में एक प्रोटोटाइप के रूप में दिखाया गया है फोटोकिना-1976.

लेकिन जर्मन कंपनी को ऑटोफोकस सिस्टम बनाने की कोई जल्दी नहीं थी और उसने कंपनी को तकनीक बेच दी मिनोल्टा, जो 1980 के दशक के मध्य तक अपने डीएसएलआर में ऑटोफोकस के प्रभावी परिचय के लिए धन्यवाद। फोटोग्राफिक उपकरणों की बिक्री में नेताओं में तेजी से टूट गया। समानांतर में, अन्य निगम ऑटोफोकस सिस्टम विकसित कर रहे थे ( कैनन, सेको, पोलोराइड, पेंटाक्सआदि) और प्रौद्योगिकी जनता के पास गई।

गहराई में जाओ तकनीकी जानकारीहम अभी तक स्वचालित फ़ोकस सिस्टम के साथ काम नहीं करेंगे। लेकिन "उंगलियों पर" हम इस बारे में बात करने की कोशिश करेंगे कि वे कैसे काम करते हैं।

आज तक, ऑटोफोकस के दो मुख्य प्रकार हैं: अवस्थाऔर अंतर, साथ ही साथ उनके सहजीवन, जिसे कहा जाता है हाइब्रिड.

फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस

इस तरह के फोकस का इस्तेमाल डीएसएलआर में पूरी तरह से किया जाता है। यह लेंस में प्रवेश करने वाले प्रकाश प्रवाह के चरण अंतर के सिद्धांत पर आधारित है। अंतर विशेष सेंसर द्वारा निर्धारित किया जाता है जो कैमरा मैट्रिक्स के करीब स्थित होते हैं।

चरण ऑटोफोकस प्रणाली के संचालन का सिद्धांत नीचे दी गई तस्वीर में स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया है। प्रकाश प्रवाह लेंस के विपरीत किनारों के माध्यम से मुख्य दर्पण में प्रवेश करता है, जहां इसे भागों में विभाजित किया जाता है: भाग दृश्यदर्शी में जाता है, और दूसरा भाग सीधे अतिरिक्त दर्पण में जाता है, जो फोकस सेंसर को किरणों को दर्शाता है। यदि दर्पण से गुजरने के बाद प्रकाश की किरणें और फोकस करने वाले लेंस एक बिंदु पर केंद्रित होते हैं, तो विषय फोकस में होता है। यदि लेंस को विषय से अधिक या अधिक दूर केंद्रित किया जाता है, तो बीम के बीच की दूरी संगत रूप से छोटी या बड़ी होगी। इस मामले में, प्रोसेसर काम में शामिल है, जो उस दिशा और मात्रा की गणना करता है जिसके द्वारा फ़ोकसिंग लेंस को स्थानांतरित किया जाना चाहिए।

यहां तक ​​की नग्न आंखोंलेंस के अपर्चर अनुपात पर ऑटोफोकस की प्रत्यक्ष निर्भरता होती है। दरअसल, लेंस के फ्रंट लेंस में जितना अधिक प्रकाश प्रवेश करेगा, उतना ही वह पीछे हटेगा और ऑटो फोकस सेंसर बेहतर काम करेंगे। इस मामले में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप एपर्चर को कितना बंद करते हैं - यह शटर जारी होने के समय ही निर्धारित मूल्य के करीब होगा, और फ़ोकसिंग प्रक्रिया के दौरान, एपर्चर को अधिकतम तक खोला जाएगा। वे। आपके शस्त्रागार में f/1.2-1.4 अपर्चर लेंस होने से, आप उच्च गति और फ़ोकसिंग सटीकता पर भरोसा कर सकते हैं। दूसरी ओर, यह इस तथ्य से ऑफसेट है कि तेज लेंस में अधिक जटिल और विशाल लेंस प्रणाली होती है, जिसका अर्थ है कि मोटर के लिए इस पूरे तंत्र को चालू करना अधिक कठिन है। इसके अलावा, एक बड़े एपर्चर का मतलब क्षेत्र की बहुत छोटी गहराई है, जिसमें चरण सेंसर को प्रवेश करने की आवश्यकता होती है। उज्ज्वल मात्राउदाहरण - कैनन से सबसे धीमा (यदि सबसे धीमा नहीं) लेंस में से एक - ईएफ 85 मिमी एफ / 1.2 एल II यूएसएम.

निम्नलिखित दृष्टांत स्पष्ट रूप से बैक फोकस और फ्रंट फोकस की घटना को दर्शाता है:

• करीब ध्यान दें - बैक फोकस;
• आगे ध्यान दें - सामने फोकस.

चरण सेंसर स्वयं हो सकते हैं रैखिक(क्षैतिजऔर खड़ा) और धर्मयुद्ध(सहित डबल क्रॉस) हम अगली सामग्री में उन पर अधिक विस्तार से ध्यान देंगे।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस

इस फ़ोकसिंग विधि का उपयोग कॉम्पैक्ट और मिररलेस कैमरों में मुख्य और मुख्य के साथ किया जाता है। डीएसएलआर में कंट्रास्ट सेंसर लगाने में संकोच न करें - जब चरण सेंसर काम नहीं कर सकते हैं तो वे लाइव व्यू मोड में फ़ोकसिंग प्रदान करते हैं।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम का संचालन कैमरे के मैट्रिक्स में प्रवेश करने वाली छवि के कंट्रास्ट की तुलना करने के सिद्धांत पर आधारित है। कैमरे का प्रोसेसर हिस्टोग्राम का विश्लेषण करता है और लेंस को यह देखने के लिए बदलता है कि कंट्रास्ट कितना बदलता है। यदि कंट्रास्ट का स्तर नीचे चला जाता है, तो फोकस बिंदु पर शिफ्ट होना शुरू हो जाएगा दूसरी तरफ. यदि कंट्रास्ट बढ़ता है, तो फ़ोकस बिंदु इस दिशा में तब तक चलता रहेगा जब तक कि वह पहुँच न जाए अधिकतम मूल्यअंतर। वे। प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि फोकस बिंदु अधिकतम कंट्रास्ट तक नहीं पहुंच जाता और उस बिंदु पर वापस आ जाता है जिसके बाद इसका स्तर कम होना शुरू हो जाता है। इस मामले में, विषय फोकस में होगा। बड़ा फायदाकॉन्ट्रास्ट फोकसिंग ओवर फेज फोकसिंग - इसमें इसके साथ कोई बैक और फ्रंट फोकस नहीं है।

देखने के लिए, माउस कर्सर को ऊपरी दाएं कोने में ले जाएं और स्लाइडर को आगे/पीछे घुमाएं (विज़ुअलाइज़ेशन - http://graphics.stanford.edu/courses/cs178/applets/autofocusCD.html)

हाइब्रिड ऑटोफोकस

आज, इस प्रकार का ऑटोफोकस सिस्टम तेजी से लोकप्रिय हो रहा है। और अच्छे कारण के लिए - यह दोनों प्रणालियों के लाभों को जोड़ती है और उनकी कमियों को दूर करती है।

यह लगभग इस प्रकार काम करता है: चरण सेंसर, जो सीधे कैमरे के मैट्रिक्स पर स्थित होते हैं, प्राथमिक फ़ोकसिंग प्रदान करते हैं। इसके अलावा, कंट्रास्ट सेंसर जुड़े हुए हैं, जो इमेज कंट्रास्ट में अंतर को ठीक करते हैं और अंत में कैमरे को विषय पर केंद्रित करते हैं।

शायद हाइब्रिड ऑटोफोकस सिस्टम के मुख्य लाभों में से एक बैक और फ्रंट फोकस की कमी है। यह इस तथ्य के कारण है कि फोकस सीधे कैमरे के मैट्रिक्स पर होता है। एक और महत्वपूर्ण प्लस हाइब्रिड ऑटोफोकस सिस्टम का कॉम्पैक्ट आकार और इस तंत्र को समायोजित करने की आवश्यकता की अनुपस्थिति है। लेकिन मरहम में एक मक्खी भी है - ट्रैकिंग मोड में काम की गति के संदर्भ में हाइब्रिड ऑटोफोकसअभी भी चरण तक नहीं पहुंचता है।

यदि आप ऑटोफोकस सिस्टम (सूत्रों और गणनाओं के साथ) के संचालन के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो टिप्पणियों में सदस्यता समाप्त करें। यदि पर्याप्त संख्या में आवेदक हैं, तो हम निश्चित रूप से इस विषय पर एक अलग लेख लिखेंगे।

ऑटोफोकस सिस्टम कैसे काम करता है।

अधिकांश शौकिया फोटोग्राफरों (और पेशेवरों के लिए भी) के लिए ध्यान केंद्रित करना एक दुखदायी बिंदु है। इस पर विश्वास करें या इसकी जांच करें: कोई भी फोटोग्राफिक फोरम आपको मना लेगा, और कैमरा टेस्ट में हमेशा एक सेक्शन होता है जो विशेष रूप से ऑटोफोकस ऑपरेशन के लिए समर्पित होता है।

फोटोग्राफिक मंचों पर ऑटोफोकस की चर्चा अक्सर "आप कौन हैं?" के नारे के साथ जैकेट के लैपल्स पर अज्ञानता या आभासी हथियाने के आपसी आरोपों के साथ समाप्त होती है। मैंने स्व-शिक्षा करने और घरेलू स्तर पर यह पता लगाने के बारे में सोचा कि आधुनिक डिजिटल कैमरों में ऑटोफोकस कैसे काम करता है। यह पता चला कि नेट पर बहुत कम सामग्रियां हैं, और इससे भी कम जो विशेष शिक्षा के बिना किसी व्यक्ति के लिए समझ में आती हैं। जानकारी की खोज और संकलन के परिणाम (लेन्ज़रेंटलज़ के लिए धन्यवाद!) नीचे दिए गए हैं।

आधुनिक डिजिटल कैमरे दो ऑटोफोकस सिस्टम का उपयोग करते हैं: कंट्रास्ट ऑटोफोकस और फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस। आइए एक सरल (और डीएसएलआर में कम आम) ऑटोफोकस सिस्टम से शुरू करें: कंट्रास्ट ऑटोफोकस।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस

कंट्रास्ट ऑटोफोकस इस तरह काम करता है: प्रोसेसर कैमरे के मैट्रिक्स से प्राप्त हिस्टोग्राम का मूल्यांकन करता है, लेंस को थोड़ा स्थानांतरित करता है - फोकस बिंदु को स्थानांतरित करता है, फिर यह देखने के लिए पुनर्मूल्यांकन करता है कि क्या कंट्रास्ट बढ़ा या घटा है। यदि कंट्रास्ट बढ़ गया है, तो कैमरा फ़ोकस बिंदु को चयनित दिशा में तब तक ले जाना जारी रखता है जब तक कि छवि में उच्चतम कंट्रास्ट न हो। यदि कंट्रास्ट कम हो गया है, तो लेंस को फ़ोकस बिंदु को दूसरी ओर ले जाने का निर्देश दिया जाता है। प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि अधिकतम कंट्रास्ट तक नहीं पहुंच जाता (जिसका अनिवार्य रूप से मतलब है कि फोकस बिंदु को अधिकतम कंट्रास्ट स्थिति से थोड़ा आगे ले जाना और उस बिंदु पर लौटना जहां कंट्रास्ट कम होना शुरू हुआ)। कंट्रास्ट ऑटोफोकस विधि का उपयोग करके "केंद्रित" छवि अधिकतम कंट्रास्ट वाली छवि है।

यदि आपका कैमरा लाइव व्यू में हिस्टोग्राम दिखाता है, तो आप कंट्रास्ट द्वारा मैन्युअल रूप से फ़ोकस कर सकते हैं।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस के साथ, सेंसर के एक छोटे से क्षेत्र से एक छवि का मूल्यांकन किया जाता है - एक सेंसर के रूप में उपयोग किया जाता है और फोटोग्राफर द्वारा चुने गए फोकस बिंदु के साथ मेल खाता है। यह आपको उस विषय को चुनने की अनुमति देता है जिस पर आप ध्यान केंद्रित करना चाहते हैं, और कैमरे के प्रोसेसर को पूरी छवि के विपरीत का मूल्यांकन करने से बचाता है - केवल चयनित AF बिंदुओं पर कंट्रास्ट का मूल्यांकन किया जाता है।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस के नुकसान

कंट्रास्ट ऑटोफोकस का मुख्य नुकसान इसका धीमापन है। "शिफ्ट फ़ोकस पॉइंट / लेंस लेंस - मूल्यांकन - शिफ्ट - मूल्यांकन" की बहु-चरण प्रक्रिया में समय लगता है, और कैमरा फ़ोकस बिंदु को गलत दिशा में ले जाकर शुरू कर सकता है - फिर आपको वापस लौटने की आवश्यकता होगी। बेहद कम गति और फोकस को ट्रैक करने की असंभवता के कारण, कंट्रास्ट ऑटोफोकस गतिशील दृश्यों के लिए उपयुक्त नहीं है। सुस्ती से स्थिर विषयों को शूट करना भी मुश्किल हो जाता है। कंट्रास्ट ऑटोफोकस अच्छी रोशनी पर फेज ऑटोफोकस की तुलना में बहुत अधिक निर्भर करता है, और - जाहिर है - इसके लिए उस वस्तु के अच्छे कंट्रास्ट की आवश्यकता होती है जिस पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस के लाभ

कंट्रास्ट ऑटोफोकस के भी फायदे हैं, जिसकी बदौलत यह न केवल अभी भी कैमरों में उपयोग किया जाता है, बल्कि इसकी उपस्थिति भी बढ़ाता है। सबसे पहले, कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम सरल है। इसमें फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस के लिए आवश्यक अतिरिक्त सेंसर और माइक्रो सर्किट की आवश्यकता नहीं होती है। सादगी लागत को कम करती है और (और कई लोगों के लिए, गति से अधिक कीमत) कॉम्पैक्ट डिजिटल कैमरों में कंट्रास्ट ऑटोफोकस का उपयोग करने का मुख्य कारण है। (दूसरा कारण यह है कि कॉम्पैक्ट कैमरों के क्षेत्र की गहराई स्वाभाविक रूप से अधिक होती है और ऑटोफोकस सटीकता की आवश्यकताएं बहुत कम होती हैं)।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम की सादगी इसके आकार को कम कर देती है। उदाहरण के लिए, हाल ही में प्रदर्शित मिररलेस डिजिटल कैमरे विनिमेय लेंस के साथ छोटे आकार के होते हैं, और कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम को कैमरे के मैट्रिक्स से छवि को "दूर ले जाने" की आवश्यकता नहीं होती है: इसका मतलब है कि चरण के लिए आवश्यक प्रिज्म, दर्पण और लेंस डिटेक्शन ऑटोफोकस सिस्टम की जरूरत नहीं है। लघु सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक है मिररलेस कैमराविनिमेय लेंस के साथ - वे सभी कंट्रास्ट ऑटोफोकस का उपयोग करते हैं।

दूसरा फायदा यह है कि कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम में कैमरे के सेंसर का इस्तेमाल किया जाता है। विशेष प्रिज्म और दर्पणों के माध्यम से प्रकाश किरण को अतिरिक्त सेंसर तक "वापस लेने" की कोई आवश्यकता नहीं है जिसे कैमरे के मैट्रिक्स के संबंध में गलत तरीके से संरेखित किया जा सकता है। कंट्रास्ट ऑटोफोकस के साथ, कैमरे के मैट्रिक्स पर वास्तविक छवि का मूल्यांकन किया जाता है, न कि एक अलग छवि, जो मैट्रिक्स से मेल खाने के लिए बिल्कुल संरेखित होनी चाहिए (और "चाहिए" का मतलब यह नहीं है कि यह है)।

यही कारण है कि कंट्रास्ट ऑटोफोकस फेज डिटेक्शन की तुलना में अधिक सटीक ऑटोफोकस प्रदान करता है। मैं जोर देता हूं: "कंट्रास्ट फोकस करने के लिए मैट्रिक्स का उपयोग करते समय।" ओलिंप और सोनी डीएसएलआर लाइव व्यू मोड में कंट्रास्ट ऑटोफोकस के लिए एक अतिरिक्त, छोटे सेंसर का उपयोग करते हैं, जिसका अर्थ है - किसी भी सिस्टम के साथ जिसमें संरेखण की आवश्यकता होती है - मिसलिग्न्मेंट की संभावना बनी रहती है।

सामान्य तौर पर, एक कंट्रास्ट ऑटोफोकस सिस्टम फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस की तुलना में सरल, सस्ता, छोटा और सैद्धांतिक रूप से अधिक सटीक होता है। लेकिन वह बहुत धीमी है। निर्माता कंट्रास्ट ऑटोफोकस को गति देने के लिए हर संभव प्रयास कर रहे हैं, सफलताएँ हैं, लेकिन निकट भविष्य में यह धीमी रहेगी।

फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस

मूलरूप आदर्श

चरण पहचान ऑटोफोकस (जिसे चरण मिलान के रूप में भी जाना जाता है) हनीवेल द्वारा 1970 के दशक में पेश किया गया था; इसे पहली बार मिनोल्टा मैक्सक्सम 7000 कैमरे में श्रृंखला में इस्तेमाल किया गया था।हनीवेल ने पेटेंट उल्लंघन के लिए मिनोल्टा पर मुकदमा दायर किया और जीता; इसलिए निर्माताओं को हनीवेल को फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस सिस्टम का उपयोग करने के अधिकार के लिए भुगतान करना पड़ा।

फेज-डिटेक्शन ऑटोफोकस इस सिद्धांत पर आधारित है कि फोकस में एक बिंदु से उत्सर्जित/परावर्तित बीम लेंस के विपरीत पक्षों ("चरण में हो") को समान रूप से प्रकाशित करेंगे। यदि लेंस इस बिंदु के सामने या पीछे केंद्रित है, तो ये प्रकाश किरणें लेंस के किनारों से अलग तरह से गुजरती हैं ("चरण से बाहर")।

बहुमत मौजूदा सिस्टमफेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस लेंस के विपरीत किनारों से गुजरने वाले बीम को दो बीमों में अलग करने के लिए दर्पण, लेंस या प्रिज्म (बीम स्प्लिटर) का उपयोग करता है; और उन बीमों को एक ऑटोफोकस सेंसर (आमतौर पर एक सीसीडी) पर वापस फोकस करने के लिए एक माध्यमिक लेंस सिस्टम। यह सेंसर निर्धारित करता है कि लेंस के विपरीत किनारों से गुजरने वाली प्रकाश किरणें कहाँ गिरती हैं। यदि बिंदु फोकस में है, तो किरणें एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर सेंसर से टकराती हैं। यदि लेंस वांछित बिंदु से करीब या दूर केंद्रित है, तो इन बीमों के बीच की दूरी छोटी या बड़ी होगी। कई शब्द, आइए प्रक्रिया के चित्रमय प्रदर्शन को देखने का प्रयास करें - (चित्र 1)।

चावल। 1 फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस कैसे काम करता है

मैं तुरंत एक आरक्षण करूंगा: विवरण और ड्राइंग चरण पहचान ऑटोफोकस के सिद्धांत का एक बहुत ही सरलीकृत विवरण देते हैं - "यह कैसे काम करता है" का एक विचार प्राप्त करने के लिए। प्रक्रिया की भौतिकी और यांत्रिकी, जिसके विवरण में एक से अधिक पृष्ठ लगेंगे, सूत्रों, संख्याओं और अन्य समझ से परे, "पर्दे के पीछे" बने रहे।

आंकड़ा स्पष्ट रूप से दिखाता है कि चरण ऑटोफोकस सिस्टम में कैमरा प्रोसेसर तुरंत निर्धारित करता है कि लेंस ऑब्जेक्ट से बहुत करीब या बहुत दूर केंद्रित है या नहीं, इसलिए कंट्रास्ट ऑटोफोकस के नुकसान में से एक (कैमरा नहीं जानता कि फोकस बिंदु को किस तरह से स्थानांतरित करना है) ) शुरू में अनुपस्थित है - आगे और पीछे जाने और यह निर्धारित करने के बजाय कि किस दिशा में अधिक कंट्रास्ट निहित है, चरण ऑटोफोकस में, प्रोसेसर तुरंत देखता है कि फोकस बिंदु को किस दिशा में स्थानांतरित करना है।

और फिर प्रक्रिया आती है। प्रत्येक ऑटोफोकस लेंस एक माइक्रोप्रोसेसर से लैस होता है जो कैमरे को उसकी उपस्थिति और स्थिति के बारे में सूचित करता है, उदाहरण के लिए, "मैं 50/1.4 लेंस हूं और मेरा फोकस करने वाला तत्व अनंत की तुलना में 20% करीब है" - या ऐसा ही कुछ। जब आप शटर बटन को आधा दबाते हैं, तो निम्न होता है:

कैमरा ऑटोफोकस सेंसर से डेटा पढ़ता है, इस निर्माता के ऑटोफोकस लेंस के गुणों के बारे में जानकारी वाले डेटा की सरणी की जांच करता है, कुछ गणना करता है और लेंस को कुछ इस तरह बताता है जैसे "ऑटोफोकस बिंदु को इस तरह अनंत तक ले जाएं।"

लेंस में सेंसर और माइक्रोक्रिस्किट होते हैं जो या तो फोकस मोटर को आपूर्ति की गई धारा की मात्रा को मापते हैं या फोकस करने वाला तत्व कितना स्थानांतरित हो गया है। लेंस फोकस करने वाले तत्व को बदल देता है और कैमरे को "लगभग लक्ष्य पर" एक संकेत भेजता है।

कैमरा ऑटोफोकस सेंसर से डेटा की दोबारा जांच करता है, और लेंस को फाइन-ट्यून करने के लिए एक संकेत भेजता है; ठीक फ़ोकसिंग प्रक्रिया को कई बार दोहराया जा सकता है जब तक कि लेंस "सही लक्ष्य पर" केंद्रित न हो जाए। अगर कुछ गलत हो जाता है, तो कुख्यात लेंस जम्हाई आती है।

फ़ोकस करने के बाद, कैमरा लेंस को फ़ोकस लॉक करने के लिए कहता है, और फ़ोटोग्राफ़र को सूचित करता है (दृश्यदर्शी में ध्वनि और संकेतक द्वारा)। पूरी प्रक्रिया में एक सेकंड का अंश लगता है। शीघ्रता से।

फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस सर्किट

ऑटोफोकस सेंसर मैट्रिक्स के सामने स्थित नहीं हो सकता है, इसलिए निर्माता दर्पण में आंशिक रूप से पारदर्शी क्षेत्रों का उपयोग करते हैं जो प्रकाश को द्वितीयक दर्पण तक पहुंचाते हैं, जिससे यह ऑटोफोकस सेंसर (छवि 2) में परिलक्षित होता है।

चावल। 2 फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस सर्किट

आमतौर पर, ऑटोफोकस सेंसर मीटरिंग सेंसर के साथ मुख्य दर्पण (चित्र 3) के नीचे स्थित होता है। लाल तीर कैनन ईओएस 5डी के ऑटोफोकस सेंसर को दिखाता है। कैनन, यूएसए की छवि सौजन्य

चावल। 3 ऑटोफोकस सेंसर स्थान

फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस सेंसर के प्रकार

प्रत्येक सेंसर छवि के केवल एक छोटे से हिस्से का मूल्यांकन करने में सक्षम है। क्षैतिज सेंसर ऊर्ध्वाधर भागों के साथ अधिक सटीक रूप से काम करते हैं। अधिकांश छवियों में, लंबवत विवरण प्रमुख होते हैं, इसलिए अधिक क्षैतिज सेंसर होते हैं। ऊर्ध्वाधर सेंसर भी हैं, एक नियम के रूप में, क्षैतिज वाले (छवि 4) के साथ क्रॉसवर्ड स्थित हैं। कुछ कैमरे विकर्ण चरण पहचान ऑटोफोकस सेंसर से भी लैस हैं।

कुछ ऑटोफोकस सेंसर (लगभग हमेशा केंद्र में स्थित होते हैं), विभिन्न लेंसों और स्वयं सेंसर के आकार की मदद से, विशेष रूप से तेज लेंस का उपयोग करते समय अधिक ऑटोफोकस सटीकता प्राप्त करते हैं। अधिकतर, वे केवल तभी सक्षम होते हैं जब f/2.8 या लाइटर के एपर्चर वाले लेंस का उपयोग किया जाता है। चित्र 4, उदाहरण के लिए, दिखाता है कि f/2.8 लेंस का उपयोग करते समय, एक क्रॉस-आकार वाले सेंसर का उपयोग किया जाएगा, जबकि गहरे रंग के लेंस के लिए, केवल एक कम सटीक ऑटोफोकस सेंसर का उपयोग किया जाएगा।

चावल। 4 क्रॉस-शेप्ड AF सेंसर

अर्ली फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस सिस्टम (और कुछ आधुनिक माध्यम प्रारूप वाले कैमरे) में छवि के केंद्र में केवल एक सेंसर था। जैसे-जैसे कंप्यूटिंग शक्ति और इंजीनियरिंग कौशल बढ़ता गया, अधिक से अधिक सेंसर जोड़े गए। अब अधिकांश कैमरों में सात / नौ से 52 तक होते हैं। आप - शूट किए जा रहे दृश्य की आवश्यकताओं के आधार पर - एक, सभी, या सेंसर के समूह का चयन कर सकते हैं। आप कैमरे को बता सकते हैं कि किस सेंसर का उपयोग करना है।

कैमरे के प्रोसेसर सहित कई फेज़-डिटेक्शन ऑटोफोकस सेंसर अद्भुत काम करने में सक्षम हैं। यह निर्धारित करके कि कौन सा सेंसर एक गतिशील विषय फोकस में है और यह कैसे बदलता है - विषय की गति को मापना और छोटे अंतराल पर रीडिंग लेना - कैमरा भविष्यवाणी कर सकता है कि एक निश्चित समय के बाद एक गतिमान विषय कहाँ होगा। यह ट्रैकिंग ऑटोफोकस का आधार है।

लेंस की गति का प्रभाव

सेंसर के प्रकार के बावजूद, तेज लेंस का उपयोग करते समय ऑटोफोकस अधिक सटीक होगा। फ़ोकस करने की प्रक्रिया में, कैमरा जितना संभव हो सके लेंस को खोलता है, एपर्चर को उस मान पर बंद कर देता है जिसे आपने केवल शटर खोले जाने के समय चुना है। फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस प्रकाश पुंजों के कोण जितना चौड़ा होता है उतना ही सटीक होता है। उपरोक्त आरेख में f/2.8 लेंस से प्राप्त किरणों का कोण ( नीली रेखाएं) f/4 लेंस (लाल रेखाओं) से बड़ा होगा, जो बदले में f/5.6 लेंस (पीली रेखाओं) से बड़ा होता है। f/8 के अधिकतम एपर्चर वाले लेंस का उपयोग करते समय, केवल सबसे सटीक सेंसर ही काम करने में सक्षम होते हैं, लेकिन फ़ोकस करना धीमा और कम सटीक होगा। यही कारण है कि f/5.6 लेंस ऑटोफोकस करना बंद कर देते हैं जब हम ऐसे टेलीकनवर्टर का उपयोग करने का प्रयास करते हैं जो उनके अधिकतम एपर्चर को f/8 या f/11 तक कम कर देता है।

फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस के लाभ

हमने पहले ही फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस के मुख्य लाभों का उल्लेख किया है:

यह कंट्रास्ट की तुलना में बहुत तेज़ है - चलती वस्तुओं को पकड़ने के लिए पर्याप्त तेज़।

कैमरा विषय की गति का अनुमान लगाने के लिए सेंसर के एक समूह का उपयोग करने में सक्षम है, जो हमें ट्रैकिंग / भविष्य कहनेवाला ऑटोफोकस देता है।

कम स्पष्ट लाभ भी हैं। फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस सेंसर के समूह का उपयोग "क्षेत्र की इलेक्ट्रॉनिक गहराई" के लिए किया जा सकता है - प्रारंभिक मूल्यांकनक्षेत्र की गहराई। कुछ कैमरे (हालांकि उनमें से कुछ हैं) एक ट्रैप ऑटोफोकस फ़ंक्शन से लैस हैं - वे उस समय एक तस्वीर लेते हैं जब कुछ हो जाता है सक्रिय बिंदुकेंद्र। यदि सेंसर स्थिर दृश्य में गति का पता लगाते हैं, तो वे अस्वीकार्य कैमरा गति की रिपोर्ट कर सकते हैं। लेकिन - मुख्य बात - गति और ट्रैकिंग ऑटोफोकस

फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस के नुकसान

पहले तो, फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस सिस्टम को भौतिक संरेखण की आवश्यकता होती है. कैमरे के सेंसर के लिए प्रकाश का पथ ऑटोफोकस सेंसर के लिए प्रकाश के पथ से मेल खाना चाहिए ताकि ऑटोफोकस सेंसर पर फोकस करने वाला विषय सेंसर पर केंद्रित हो। प्रत्येक लेंस में एक चिप होनी चाहिए जो प्रदान करती है प्रतिक्रियाकैमरे के साथ और उसे फोकस करने वाले तत्व की सटीक स्थिति के बारे में जानकारी के बारे में सूचित करना, कि ऑटोफोकस मोटर पर एक निश्चित धारा लागू होने पर तत्व कितनी दूर चलता है। यह सब ठीक इस तरह से समन्वित और सत्यापित किया जाना चाहिए कि लेंस फोकस बिंदु को ठीक उसी स्थान पर ले जाए जहां कैमरा उसे इंगित करता है, और कैमरा इस बिंदु की सटीक स्थिति को जानता है। थोड़ी सी भी असंगति गलत ध्यान केंद्रित करने की ओर ले जाती है।

दूसरी बात, सिस्टम की आवश्यकता है सॉफ्टवेयर सेटिंग्स . प्रत्येक कैमरा और लेंस निर्माता द्वारा प्रोग्राम किया जाता है, एक बड़ी संख्या कीआंकड़े। यह डेटा सुनिश्चित करता है कि कैमरा और लेंस सामंजस्य में काम करते हैं, और फर्मवेयर अपडेट के साथ ऑटोफोकस सटीकता को कभी-कभी सुधारा जा सकता है। इस तरह के अपडेट अक्सर नए लेंस की शुरूआत के बाद जारी किए जाते हैं।

निर्माता अपने चरण पहचान ऑटोफोकस सिस्टम के एल्गोरिदम को छिपाते हैं। तृतीय-पक्ष लेंस निर्माताओं को कैमरे और लेंस के बीच आदान-प्रदान किए गए संकेतों को प्रयोगात्मक रूप से पढ़ने और डिकोड करने के लिए मजबूर किया जाता है और इस डेटा के आधार पर, अपने स्वयं के माइक्रोप्रोसेसर और अपने स्वयं के एल्गोरिदम विकसित करते हैं। इस वजह से, तृतीय-पक्ष लेंस का उपयोग करते समय स्वतः-फ़ोकस सटीकता कम हो सकती है। कैमरा निर्माताओं द्वारा एल्गोरिदम बदलने से यह तथ्य सामने आता है कि तीसरे पक्ष के लेंस पर ऑटोफोकस काम करने से इनकार करता है (उन्हें फिर से प्रोग्राम करने की आवश्यकता है, जैसा कि हाल ही में सिग्मा एएफ 120-300 / 2.8 और निकोन डी 3 एक्स के साथ हुआ था)।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, लेंस का एपर्चर चरण पहचान ऑटोफोकस की सटीकता को प्रभावित करता है। तेज लेंसअधिक ध्यान केंद्रित करने में सक्षम कठिन परिस्थितियां. आमतौर पर एपर्चर पर निर्भरता कोई समस्या नहीं है क्योंकि गहरे रंग के लेंस में क्षेत्र की एक बड़ी गहराई होती है। हालांकि, अधिकतम एपर्चर (आमतौर पर f/5.6 या f/8) होते हैं जहां चरण पहचान ऑटोफोकस काम करने से इंकार कर देता है। (याद रखना हम बात कर रहे हैंलेंस के अधिकतम एपर्चर के बारे में - फोकस करने के दौरान कैमरा स्वचालित रूप से लेंस एपर्चर को पूरी तरह से खोलता है, इसलिए यदि लेंस का अधिकतम एपर्चर कैमरे की क्षमताओं से मेल खाता है तो सेट मान ऑटोफोकस को प्रभावित नहीं करता है)।

चूंकि दर्पण के नीचे होने पर प्रकाश केवल ऑटोफोकस सेंसर को हिट करता है, वे तस्वीर लेते ही काम करना बंद कर देते हैं, और तब तक काम करना शुरू नहीं करते जब तक कि दर्पण अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आ जाता। यही कारण है कि फेज़ डिटेक्शन AF लाइव व्यू में काम नहीं करता है, और लगातार शूटिंग के दौरान ट्रैकिंग AF विफल हो सकता है।

अन्य समस्याएं हैं जिन पर हम ध्यान नहीं देते हैं। रैखिक ध्रुवीकरण फिल्टर चरण पहचान ऑटोफोकस में हस्तक्षेप करते हैं। अब कुछ रैखिक पोलराइज़र बचे हैं, लेकिन ऐसा होता है कि इसे "सस्ते में" खरीदने के बाद, मालिक ऑटोफोकस की अशुद्धि पर आश्चर्यचकित होता है। फेज ऑटोफोकस कुछ विषयों (जैसे चेकरबोर्ड या ग्रिड) में बस "उड़ा" सकता है, जबकि कंट्रास्ट ऑटोफोकस आसानी से उनका सामना कर सकता है।

सीधा दृश्य:

मैंने लाइव व्यू मोड को चुना क्योंकि यह वही है जो निर्माताओं को कंट्रास्ट ऑटोफोकस को बेहतर बनाने और हाइब्रिड सिस्टम बनाने पर काम करने के लिए प्रेरित करता है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कंट्रास्ट ऑटोफोकस के कुछ फायदे हैं, और इसकी सीमाओं को पार करना सभी फोटोग्राफरों के लाभ के लिए होगा।

ओलिंप और सोनी ने पहले से ही ऐसे सिस्टम बनाए हैं जो प्रकाश की किरण को विभाजित करते हैं, कुछ को दृश्यदर्शी और कुछ को द्वितीयक छवि संवेदक को भेजते हैं। ऐसी प्रणाली आपको लाइव व्यू मोड में भी फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस का उपयोग करने की अनुमति देती है। लेकिन गलत फोकस का खतरा भी बढ़ जाता है, क्योंकि मैट्रिक्स का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि एक सहायक सेंसर होता है।

कैनन ने एक ऐसे सिस्टम का वर्णन किया है जो शुरू में फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस का उपयोग करता है और फिर कॉन्ट्रास्ट ऑटोफोकस के साथ फ़ाइन-ट्यून्स फ़ोकस करता है।

ऐसा लगता है कि निकोन ने इस सिद्धांत पर पेटेंट के लिए आवेदन किया है कि कैमरे के सेंसर में कुछ पिक्सेल चरण पहचान ऑटोफोकस सेंसर के रूप में उपयोग किए जाएंगे। यह - मेरी राय में - सिर्फ एक क्रांति होगी।

फुजीफिल्म ने पहले ही कॉम्पैक्ट की एक लाइन जारी कर दी है डिजिटल कैमरोंहाइब्रिड ऑटोफोकस सिस्टम के साथ।

रुको और देखो। लेकिन यह स्पष्ट है कि पहली बार में पिछले सालऑटोफोकस सिस्टम में परिवर्तन क्रांतिकारी हो सकते हैं, विकासवादी नहीं। क्या - आप सहमत होंगे - शौकिया फोटोग्राफरों के लिए बहुत सारी रोचक और रोमांचक चीजों से भरा है।

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लेख बहुत मददगार है! धन्यवाद!

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और फिर से धन्यवाद दयालु शब्दऔर समीक्षा! मुझे बहुत खुशी है अगर सामग्री उपयोगी और दिलचस्प लगी।

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प्रश्न कर सकते हैं?
क्या सेंसर प्रकाश की वर्णक्रमीय संरचना के प्रति संवेदनशील है, और यह फ़ोकसिंग सटीकता को कैसे प्रभावित करता है?
धन्यवाद।

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यह "जस्ट अबाउट ऑटोफोकस" शीर्षक में लिखा गया है, यहाँ सरल कहाँ है? बेशक सुलभ लिखा है, लेकिन oooochen कठिन भाषा, सरलीकरण का एक औंस नहीं

मोबाइल ऑटोफोकस का विकास:
दोहरी पिक्सेल के विपरीत

स्मार्टफोन से शूटिंग करते समय यह बहुत जरूरी है कि तस्वीरें साफ हों। ऐसा करने के लिए, "फ़ोटो लें" बटन पर क्लिक करने से पहले विषय फ़ोकस में होना चाहिए। हाल ही में, कई निर्माता ऑटोफोकस प्रौद्योगिकियों को बेहतर बनाने पर काम कर रहे हैं, और आज हम देखेंगे कि वे एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं।

कैमरा फोन चुनते समय, कई लोग मेगापिक्सेल की संख्या पर ध्यान देते हैं - वे कहते हैं, जिसके पास अधिक है वह कूलर है। हालांकि, अन्य कारकों को देखना अक्सर अधिक महत्वपूर्ण और उपयोगी होता है जो तस्वीरों की गुणवत्ता पर समान रूप से गंभीर प्रभाव डालते हैं। इनमें कैमरा का ऑटोफोकस टाइप भी शामिल है। ऐप्पल, सैमसंग, एलजी और अन्य निर्माता अब इस क्षेत्र में सक्रिय रूप से भाग रहे हैं, और कई वास्तव में महत्वपूर्ण प्रगति करने में कामयाब रहे हैं।

ऑटोफोकस क्या है और हमें इसकी आवश्यकता क्यों है?

ऑटो फोकस सिस्टम लेंस को सीधे विषय पर फोकस करने के लिए समायोजित करता है, जिससे तेज शॉट और छूटे हुए अवसर के बीच अंतर होता है।

सरलीकृत, कैमरे के संचालन का सिद्धांत यह है कि प्रकाश की किरणें फोटो खिंचवाने वाली वस्तुओं से परावर्तित होती हैं और फिर सेंसर पर पड़ती हैं, जो फोटॉन स्ट्रीम को इलेक्ट्रॉन स्ट्रीम में परिवर्तित करती है। उसके बाद, करंट को बिट्स के एक सेट में बदल दिया जाता है, डेटा को संसाधित किया जाता है और कैमरे की मेमोरी में लिखा जाता है। सीएमओएस सेंसर अब स्मार्टफोन निर्माताओं के साथ विशेष रूप से लोकप्रिय हैं, जो चार्ज को सीधे पिक्सेल में वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं, बाद में मनमाने ढंग से पिक्सेल की सामग्री तक सीधी पहुंच प्रदान करते हैं।

सिद्धांत रूप में, यह इस तरह काम करता है: लेंस सेंसर पर प्रकाश केंद्रित करते हैं, फिर सेंसर एक डिजिटल तस्वीर बनाता है। हकीकत में, सब कुछ इतना आसान नहीं है। आने वाली प्रकाश किरणों का कोण उस दूरी पर निर्भर करता है जिस पर फोटो खींची गई वस्तु स्थित है। बाईं ओर का चित्र एक नीली वस्तु पर प्रकाश को केंद्रित करने वाला एक लेंस दिखाता है: हरे और लाल रंग की वस्तुएं फोकस से बाहर हैं और अंतिम छवि में धुंधली हो जाएंगी। यदि हम हरे या लाल रंग की वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करना चाहते हैं, तो हमें लेंस और सेंसर के बीच की दूरी को बदलना होगा।

कैमरा ध्वन्यात्मकता के शुरुआती दिनों में, अधिकांश उपकरणों का एक निश्चित फोकस था। आधुनिक स्मार्टफोन में, लेंस और सेंसर के बीच की दूरी को समायोजित करना संभव है। इसलिए, आपको उच्च-गुणवत्ता वाली विस्तृत छवियां मिलती हैं। अब, स्मार्टफोन में ऑटोफोकस को लागू करने के लिए मुख्य रूप से तीन तरीकों का उपयोग किया जाता है: कंट्रास्ट, फेज़ और लेजर।

कंट्रास्ट ऑटोफोकस

कंट्रास्ट ऑटोफोकस निष्क्रिय प्रकार के ऑटोफोकस को संदर्भित करता है। अब तक, अधिकांश स्मार्टफ़ोन में इस समाधान का उपयोग किया जाता है - मुख्यतः क्योंकि यह सबसे सरल में से एक है। सेंसर की मदद से वस्तु पर प्रकाश की मात्रा को मापा जाता है, जिसके बाद यह कंट्रास्ट के आधार पर लेंस को भी हिलाता है। यदि कंट्रास्ट अधिकतम है, तो विषय फ़ोकस में है।

सामान्य तौर पर, कंट्रास्ट ऑटोफोकस अपना काम काफी अच्छी तरह से करता है और इसका एक महत्वपूर्ण लाभ है - यह काफी सरल है और इसके लिए किसी जटिल हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं होती है।

लेकिन इसमें कई कमियां भी हैं। कंट्रास्ट एएफ, विशेष रूप से, दूसरों की तुलना में धीमा है, आमतौर पर किसी विषय पर ध्यान केंद्रित करने में लगभग एक सेकंड का समय लगता है। इस समय के दौरान, आप तस्वीर लेने के बारे में अपना विचार बदल सकते हैं, या कहें, यदि आप तेजी से चलती वस्तु को पकड़ना चाहते हैं, तो वह पल चूक जाएगा। यह इस तथ्य के कारण है कि शेर के समय का हिस्सा "फोकस बिंदु / लेंस लेंस को स्थानांतरित करने - विपरीत मूल्यांकन - शिफ्ट - विपरीत मूल्यांकन" की प्रक्रिया द्वारा लिया जाता है। इसके अलावा, कंट्रास्ट ऑटोफोकस में फोकस का पालन करने की क्षमता का अभाव है, और खराब रोशनी की स्थिति में यह आपको प्रभावित करने की संभावना नहीं है। इसलिए, इस प्रकार का ऑटोफोकस वर्तमान में मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है बजट स्मार्टफोन, जैसे Lenovo A536 , ASUS Zenfone Go और अन्य।

फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस: एक तेज़ और उन्नत विकल्प

यहाँ के अग्रदूतों में से एक था सैमसंग, जिसने डिजिटल एसएलआर कैमरों से तकनीक उधार ली और अपने गैलेक्सी एस 5 स्मार्टफोन को फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस से लैस किया। लब्बोलुआब यह है कि in इस मामले मेंविशेष सेंसर का उपयोग किया जाता है - वे लेंस और दर्पण का उपयोग करके छवि के विभिन्न बिंदुओं से गुजरने वाले प्रकाश प्रवाह को पकड़ते हैं। सेंसर के अंदर, प्रकाश को दो भागों में बांटा गया है, जिनमें से प्रत्येक एक अति-संवेदनशील सेंसर पर पड़ता है। प्रकाश की धाराओं के बीच की दूरी को सेंसर द्वारा मापा जाता है, जिसके बाद यह निर्धारित करता है कि सटीक फ़ोकसिंग के लिए लेंस को कितना स्थानांतरित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, सैमसंग गैलेक्सी S5 किसी ऑब्जेक्ट पर फ़ोकस करने में केवल 0.3 सेकंड का समय लेता है।

फेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस का पहला और मुख्य लाभ यह है कि यह कंट्रास्ट ऑटोफोकस की तुलना में बहुत तेज़ है, यह सही है होना आवश्यक हैचलती वस्तुओं की शूटिंग के लिए। इसके अलावा, कैमरा सेंसर का उपयोग करके किसी वस्तु की गति का मूल्यांकन कर सकता है, इसलिए हमें ऑटोफोकस को ट्रैक करने की संभावना मिलती है।

लेकिन नुकसान भी हैं। फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस, कंट्रास्ट की तरह, कम रोशनी की स्थिति में अपना काम बहुत अच्छी तरह से नहीं करता है। इसके लिए अधिक शक्तिशाली हार्डवेयर की भी आवश्यकता होती है, इसलिए यह आमतौर पर हाई-एंड स्मार्टफोन में उपलब्ध होता है। उनमें से, उदाहरण के लिए, हुआवेई ऑनर 7, सोनी एक्सपीरिया एम 5 और सैमसंग गैलेक्सी नोट 5।

कुछ निर्माताओं ने और आगे बढ़कर स्मार्टफोन में लेजर ऑटोफोकस का उपयोग करने का फैसला किया है (उस पर बाद में और अधिक), जबकि अन्य सक्रिय रूप से फेज डिटेक्शन ऑटोफोकस की तकनीक में सुधार करने में लगे हुए हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, Apple अपने iPhone 6s और iPhone 6s Plus में तथाकथित "फ़ोकस पिक्सेल" का उपयोग करता है: मुद्दा यह है कि तकनीक कुछ पिक्सेल को चरण सेंसर के रूप में उपयोग करती है, और Apple स्मार्टफ़ोन पर शूटिंग वास्तव में तेज़ है।

लेकिन सैमसंग अपने गैलेक्सी एस7 और गैलेक्सी एस7 एज स्मार्टफोन में जिस डुअल पिक्सल तकनीक का इस्तेमाल करती है, वह वास्तव में स्टैंडर्ड फेज फोकसिंग से अलग है। हालाँकि यह एक प्रकार का फेज़ ऑटोफोकस है, फिर भी इसमें कुछ अंतर और सूक्ष्मताएँ हैं। स्मार्टफ़ोन में, फ़ेज़-डिटेक्शन ऑटोफोकस अपनी क्षमताओं में कुछ हद तक सीमित है - प्रत्येक पिक्सेल को फ़ोकस सेंसर असाइन करने के लिए, आपको इसे बहुत कम करने की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप शोर और फ़ज़ी फ़ोटो होंगे। आमतौर पर, लगभग 10% प्रकाश संवेदनशील बिंदु सेंसर से लैस होते हैं, कुछ निर्माता, हालांकि, 5% से अधिक नहीं जाते हैं।

डुअल पिक्सेल में, प्रत्येक पिक्सेल पिक्सेल आकार में वृद्धि के कारण एक अलग सेंसर से लैस है। प्रोसेसर प्रत्येक पिक्सेल की रीडिंग को प्रोसेस करता है, लेकिन यह इतनी जल्दी करता है कि ऑटोफोकस अभी भी एक सेकंड का दसवां हिस्सा लेता है। सैमसंग का कहना है कि डुअल पिक्सल टेक्नोलॉजी इंसान की आंखों से फोकस करने जैसा है, लेकिन यह एक रूपक से ज्यादा है। फिर भी, चरण ऑटोफोकस के लिए इस दृष्टिकोण की नवीनता को पहचानना आवश्यक है। अब यह गैलेक्सी S7 और गैलेक्सी S7 एज के लिए एक वास्तविक अनन्य है।

लेजर ऑटोफोकस: सबसे सक्रिय

फेज डिटेक्शन की तरह, लेजर ऑटोफोकस एक सक्रिय प्रकार का ऑटोफोकस है। यह दिशा लंबे समय तककंपनी LG में लगी हुई है, जिसने सबसे पहले अपने स्मार्टफोन G3 में लेजर ऑटोफोकस लागू किया था। प्रौद्योगिकी एक लेज़र रेंजफाइंडर के सिद्धांत पर आधारित है: एक लेज़र एमिटर एक वस्तु को रोशन करता है, और एक सेंसर परावर्तित लेजर बीम के आगमन के समय को मापता है, जो वस्तु से दूरी निर्धारित करता है।

इस ऑटोफोकस का एक मुख्य लाभ समय है। एलजी के मुताबिक, पूरी लेजर ऑटोफोकस प्रक्रिया में 0.276 सेकेंड का समय लगता है। कंट्रास्ट ऑटोफोकस की तुलना में काफी तेज और फेज डिटेक्शन की तुलना में थोड़ा तेज।

लेज़र ऑटोफोकस का स्पष्ट लाभ यह है कि यह अविश्वसनीय रूप से तेज़ है और कम रोशनी की स्थिति में अपना काम अच्छी तरह से करता है। लेकिन यह एक निश्चित दूरी पर ही काम करता है - सबसे ज्यादा सबसे अच्छा प्रभावस्मार्टफोन और विषय के बीच की दूरी 0.6 मीटर से कम होने पर हासिल की जाती है। और पांच मीटर के बाद - हैलो, कंट्रास्ट ऑटोफोकस।

स्मार्टफोन पर ऑटोफोकस कैसे काम करता है? किस प्रकार का ऑटोफोकस सबसे अच्छा काम करता है? लेजर, फेज और कंट्रास्ट AF के फायदे और नुकसान। डुअल-पिक्सेल इतना अच्छा क्यों है?

स्मार्टफोन पर ऑटोफोकस कैसे काम करता है? इस प्रश्न का कोई सरल उत्तर नहीं है। किसी विशेष फ़ोकसिंग तकनीक की विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए, प्रत्येक प्रकार के ऑटोफोकस से निपटना आवश्यक है। तभी कोई निष्कर्ष निकाला जा सकता है। इसलिए, अब हम ऑटो फोकस प्रौद्योगिकियों की किस्मों और उनमें से प्रत्येक के फायदे और नुकसान के बारे में बात करेंगे।

कैमरा फोकस और ऑटोफोकस क्या है

यहां सब कुछ सरल है: लेंस का लेंस किरणों को अपवर्तित करता है और एक बिंदु पर सभी प्रकाश एकत्र करता है - फोकस। और अगर मैट्रिक्स सेंसर इस बिंदु पर स्थित है, तो फ्रेम अधिक विस्तृत और उच्च गुणवत्ता वाला है। स्वाभाविक रूप से यह भौतिक घटनासभी फोटोग्राफरों द्वारा उपयोग किया जाता है। वे फ्रेम के कुछ हिस्से को फोकस में लाते हैं, लेंस को मैन्युअल रूप से समायोजित करते हैं और दर्शकों का ध्यान अग्रभूमि या पृष्ठभूमि, मुख्य विषय या मामूली विवरण पर केंद्रित करते हैं। बाकी तस्वीर धुंधली होगी।

ठीक है, नौसिखिए फोटोग्राफर ऑटो फोकस सिस्टम का उपयोग कर सकते हैं, जब ऑटोमेशन लेंस और मैट्रिक्स दोनों को नियंत्रित करते हुए "फोकस में" फ्रेम में एक या एक से अधिक ऑब्जेक्ट कैप्चर करता है। और ये वस्तुएं (या वस्तु) यथासंभव तेज और विस्तृत हैं। और फ्रेम के किसी कौशल और समझ की अब यहां जरूरत नहीं है।

शायद यही कारण है कि डिजिटल फोटोग्राफी कला के फिल्म-और-कागज संस्करण की तुलना में अधिक लोकप्रिय हो गई है। आखिरकार, फोन या सस्ते कैमरे के कैमरे में ऑटोफोकस आपको बिना किसी अतिरिक्त प्रयास के एक विस्तृत तस्वीर लेने की अनुमति देता है। पूरी प्रक्रिया नीचे आती है सरल नियम: बिंदु बनाएं और क्लिक करें।

ऑटोफोकस की किस्में और उनके काम के बुनियादी सिद्धांत

कैमरा लेंस लेंस के सामने अंतरिक्ष में स्थित किसी वस्तु से परावर्तित किरणों को केंद्रित करता है। फ़ोकस करते समय, कैमरा वस्तु से दूरी और उससे निकलने वाली चमक की तीव्रता पर फ़ोकस करता है। आज, दो प्रकार के ऑटो फ़ोकस मोड हैं:

1. सक्रिय विकल्प - यह रेंजफाइंडर लोकेटर का उपयोग करके दूरी को मापने पर आधारित है।
2. निष्क्रिय विकल्प - यह एक प्रकाश किरण के साथ काम करता है, इसकी तीव्रता को मापता है।

पहला (सक्रिय) मोड हवा में तरंग प्रसार की ज्ञात गति के साथ लेजर इन्फ्रारेड या अल्ट्रासोनिक विकिरण का उपयोग करता है। एमिटर मॉड्यूल एक निर्देशित धारा का उत्सर्जन करता है, जो वस्तु से परिलक्षित होता है और एक निश्चित अवधि के बाद रिसीवर मॉड्यूल द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। इसके बाद, ऑटोफोकस कैलकुलेटर इस बार ज्ञात तरंग प्रसार गति से गुणा करता है और परिणाम को दो से विभाजित करता है, प्राप्त कर रहा है सही मूल्यदूरियां। एमिटर को वांछित क्षेत्र में निर्देशित करके, उपयोगकर्ता को फोटो के इस विशेष क्षेत्र पर दर्शकों का ध्यान केंद्रित करते हुए इष्टतम फोकस प्राप्त होता है।

दूसरा (निष्क्रिय) मोड कुछ अलग तरीके से व्यवस्थित किया गया है। यह विशेष सेंसर (फोटोडायोड्स) का उपयोग करता है जो चमक की तीव्रता और एक विशेष प्रोसेसर को मापता है जो इस पैरामीटर के मूल्य से फोकस निर्धारित करता है। व्यवहार में, यह इस तरह दिखता है: सेंसर चमक की तीव्रता को ठीक करते हैं, फिर प्रोसेसर फोकस को स्थानांतरित करता है, जिसके बाद तीव्रता को फिर से मापा जाता है, यदि फ्लक्स घनत्व बढ़ गया है, तो फोकस को स्वीकार्य माना जाता है। यदि नहीं, तो फोकस फिर से स्थानांतरित हो जाता है। और इसी तरह जब तक अधिकतम तीव्रता नहीं मिल जाती। गंभीर कैमरों के मैट्रिक्स में 40-60 फोटोडायोड तक होते हैं।

इन सिद्धांतों के आधार पर, सबसे अधिक ज्ञात प्रणालीफोकसिंग: फेज, लेजर, कंट्रास्ट और डुअल-पिक्सेल। और आगे पाठ में, हम रास्ते में प्रत्येक विकल्प का मूल्यांकन करेंगे, उनके बुनियादी फायदे और नुकसान का मूल्यांकन करेंगे।

लेजर ऑटोफोकस के फायदे और नुकसान

इस मामले में, फोन कैमरा मॉडल में एक लेजर एमिटर और रिसीवर बनाया जाता है। पहला एक संकीर्ण बीम उत्पन्न करता है, दूसरा परावर्तित संकेत प्राप्त करता है। नतीजतन, ध्यान केंद्रित करने की गति एक सेकंड के हजारवें हिस्से तक कम हो जाती है। आमतौर पर हम 250-300 मिलीसेकंड के बारे में बात कर रहे हैं, क्योंकि लेजर प्रकाश की गति से फैलता है।

लेजर फोकस का मुख्य लाभ मॉड्यूल की उच्च प्रतिक्रिया गति है, और मुख्य नुकसान लगातार विफलता है। एक संकीर्ण रूप से केंद्रित लेजर उत्सर्जक कभी-कभी लक्ष्य से पहले "शूट" करता है, और परावर्तित संकेत आसानी से खो जाता है, खासकर खुले स्थानों में। इसलिए, ज्यादातर मामलों में स्मार्टफोन कैमरे में लेजर ऑटोफोकस एक चरण या कंट्रास्ट मार्गदर्शन विकल्प के साथ मिलकर काम करता है।

चरण ध्यान केंद्रित करने की विशेषताएं

तकनीक लेंस से गुजरने वाले बीम को दो धाराओं में विभाजित करने पर आधारित है। यह लेंस के विपरीत किनारों से गुजरने वाली धाराओं के बीच की दूरी को मापने के लिए किया जाता है। यदि यह दूरी डेटा सरणी में निर्दिष्ट कुछ मानों के भीतर है, तो चित्र को फ़ोकस माना जाता है। दूरी तय करने के लिए, विशेष सेंसर का उपयोग किया जाता है जो प्रकाश पर प्रतिक्रिया करता है। उनके संकेतों को प्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाता है, जो आधार डेटा सरणी के साथ पढ़ने के मापदंडों की तुलना करता है और फोकस को सही दिशा में स्थानांतरित करने के लिए एक संकेत देता है।

प्रौद्योगिकी का मुख्य लाभ एक चलती वस्तु पर ध्यान केंद्रित करने की इच्छा है। इसके अलावा, यह विकल्प कंट्रास्ट ऑटोफोकस से तेज है। और इस प्रणाली का उपयोग क्षेत्र की गहराई जैसे पैरामीटर की गणना के लिए भी किया जा सकता है।

चरण प्रौद्योगिकी का मुख्य नुकसान इसका जटिल कार्यान्वयन है। प्रिज्म, दर्पण, लेंस की प्रणाली के लिए अति-सटीक भौतिक संरेखण की आवश्यकता होती है और कोई कम सावधानीपूर्वक कार्यक्रम सेटिंग्स की आवश्यकता नहीं होती है। इसके अलावा, इस तरह के फोकस की सटीकता लेंस के एपर्चर अनुपात पर निर्भर करती है, और इसके लिए मोबाइल फोनइस सेटिंग के साथ बड़ी समस्याएं हैं।

कंट्रास्ट फोकस के पेशेवरों और विपक्ष

तकनीक या तो मैट्रिक्स या स्मार्टफोन कैमरे के ऑप्टिकल सिस्टम को नहीं बदलती है। या तो पूरे फोटोसेंसर या उसके हिस्से का उपयोग सेंसर के रूप में किया जाता है। प्रोसेसर सेंसर से वर्तमान हिस्टोग्राम को पढ़ता है और फ्रेम के कंट्रास्ट का मूल्यांकन करता है। और फिर लेंस को फोकस शिफ्ट करने का आदेश दिया जाता है, जिसके बाद कंट्रास्ट के पुनर्मूल्यांकन के साथ हिस्टोग्राम को फिर से पढ़ा जाता है। और पूरा चक्र तब तक दोहराता है जब तक अधिकतम स्तरफ़्रेम के चयनित क्षेत्र में कंट्रास्ट जो फ़ोकस में है।

प्रौद्योगिकी का मुख्य लाभ कार्यान्वयन में आसानी, निर्माण की कम लागत और कॉम्पैक्ट आकार का संयोजन है। इस तरह के ऑटोफोकस का उपयोग बजट स्मार्टफोन के सभी निर्माताओं द्वारा किया जाता है।

इस विकल्प का मुख्य नुकसान बहुत धीमी गति है। कभी-कभी प्रोसेसर शाश्वत "फोकस के लिए शिकार" में चला जाता है, जो एक दुर्लभ फ्रेम के नुकसान में समाप्त होता है।

दोहरी पिक्सेल तकनीक

इस फोकसिंग तकनीक का उपयोग महंगे में किया जाता है पलटा कैमरा. मोबाइल उपकरणों में, यह अभी भी केवल सैमसंग के प्रमुख मॉडलों में उपयोग किया जाता है, इसके भौतिक आयामों को बढ़ाते हुए जानबूझकर फोटोग्राफिक मैट्रिक्स के संकल्प को कम करता है।

ये तरकीबें फोटोग्राफिक सेंसर के प्रत्येक पिक्सेल में एक व्यक्तिगत सेंसर संलग्न करने की इच्छा के कारण हैं, जो चमक की तीव्रता पर प्रतिक्रिया करता है। फिर सेंसर से संकेतों को चरण और कंट्रास्ट फोकसिंग एल्गोरिदम दोनों के अनुसार संसाधित किया जाता है, न केवल एक पूरी तरह से तेज, बल्कि सबसे विपरीत छवि भी प्राप्त करता है।

यदि शास्त्रीय चरण फ़ोकस के मामले में, सेंसर का 10% से अधिक नहीं होता है कुल गणनाकैमरे में पिक्सल, फिर डुअल पिक्सल के मामले में उन्हें 50/50 के अनुपात में बांटा गया है। सीधे शब्दों में कहें, प्रत्येक पिक्सेल एक ही समय में एक सहज तत्व और एक सेंसर है। यह तकनीक अधिक सटीक और तेज फोकसिंग प्रदान करती है।

डुअल पिक्सेल के नुकसानों में से, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसे समाधानों को लागू करना बहुत मुश्किल है। केवल फ्लैगशिप डिवाइस ही ऐसी ट्रिक्स से लैस होते हैं, उदाहरण के लिए, सैमसंग एस-सीरीज़ के डिवाइस (सातवें मॉडल और ऊपर से)। नवीनतम iPhones (छठे मॉडल और ऊपर से) में कुछ ऐसा ही है, लेकिन Apple इस फ़ोकसिंग तकनीक को फ़ोकस पिक्सेल कहता है, और यह डुअल पिक्सेल की तुलना में पारंपरिक फ़ेज़ डिटेक्शन ऑटोफोकस के करीब है।