相位检测被动型自动调焦系统
被动型(Passive)AF系统又称无源型AF系统,系指AF系统并不发出光线,只是被动地测量来自被摄体的成像光线,这些光线是可以是通过摄影镜头 (TTL)的,也可以是不通过摄影镜头的。我们这里介绍的被动型AF系统是基于测量相位差原理来工作的,而且全是通过摄影镜头的,这是目前AF单反机中最为常见的系统。
光束成像后对比度最高的地方称为像的脉冲,或称相位,像的脉冲间距叫做相位差。检测像的偏移,就是要检测相位差的变化量。通过镜头的光束被分成两个部分,在胶片等效平面上的两组传感器上成像。如果焦点对准,在左右相对的同一位置上,能得到相同的图像;如果焦点偏离等效平面,左右像也会出现偏移,只要测出这个偏移量,就能检测出焦点的偏离状态。其原理类似于手动调焦单反机的裂像检测。
整个AF系统由三大部分组成:相位检测装置、计算部分和焦点调节机构组成。相位检测装置的作用类似于主动型AF系统中的测距部分,由于相位检测只是检测偏移量,所以不能直接检测照相机与被摄体之间的距离(调焦距离),相位检测装置只提供"调焦验证"信号,即"焦点准确"或"焦点不准确"等,而不是提供照相机与被摄体之间的距离。焦点不准时,只能测量出散焦(即偏离焦点)方向和散焦量."调焦验证"信号通过电子转换电路,送入照相机内的微型计算机系统,根据所用镜头的焦距、最大光圈值等参数计算出镜头的旋转方向和旋转量,发出调焦信号给焦点调节机构来调整镜头上的调焦距离。只有不断地调整镜头和不断地测量,才能将镜头调焦距离设置准确。虽然被动型AF系统不是直接测量焦点距离,但是,只要调焦准确后,由于镜头内的电路与相机的电路是相连的,AF系统仍然是能够间接地知道镜头上的调焦距离的,这一点是非常重要的,是以后实现智能化测光及曝光和填充式闪光的基础之一。从系统控制论角度来看,被动型AF系统是一个闭环控制系统。
在调节镜头焦点时,相位检测模块不断地检测散焦量和散焦方向,不断比较和调整,直至无散焦量为止。
被动型AF系统框图 |
闭环控制系统的优点在于输入量与期望输出量之间不存在误差。整个系统的精度主要由焦点检测装置(相位检测模块)的精度来决定。如果因为元件老化、机械磨损而造成焦点调节机构的精度下降,闭环系统将自动地进行补偿,不会对AF系统整体性能造成过大影响,因此相位检测AF系统的调焦精度高于主动型AF系统。
相位检测型AF系统有两种主要型式:TCL系统和透镜分离器系统。
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