AF 自動對焦技術的發展起源
時光倒流,同學會發現手動照相技術十分復雜,必須仰賴人工測光、手動對焦、自助卷片等等,大量使用人力的結果,往往也容易出錯。特別是重要的場景,壹旦錯過就無法重來,所以攝影師的素質成為這個時期拍照成功與否的重要因素。隨著50、60年代大幅度機械自動化的發展,越來越多人相信自動化是未來世界的指標。先壹步完成的自動測光技術和電動卷片機,充分說明了攝影技術確實有可能邁向自動化,而其中最為關鍵的部分,也是決定拍照的速率決定步驟的重點‘自動對焦系統’,也成為當時各家相機制造商的指標研發項目。
全世界第壹臺AF 35mm相機Konica C35 AF
照相機自動對焦系統的可以追溯到60年代。1963年,Canon公司曾在西德的科隆博覽會(Photokina)上展出壹架具有自動對能力的照相機原型,這個時期的 AF 技術仍相當原始,雖然 AE 自動曝光技術已經逐步成熟,但對焦能力還是不良。1974年,Nikon公司也推出了壹款具備自動對焦能力的原型機;但其設計仍十分仰賴機械結構,體積大、反應慢是最大的缺點。壹直到1975年,美國Honeywell公司才發表了具有實用價值的自動對焦元件 VISITRONIC AUTOMATIC FOCUSING SYSTEM,又稱為 VAF系統。很可惜,美國的創舉到最後卻反而為日本的相機工業帶來革命,1977年日本小西六寫真工業公司,也就是後來 Konica 柯尼卡有限公司的前身,向美國購買了這套系統改良專利權,而於同年11月制作出了世界上第壹架自動對焦照相機 柯尼卡 C35 AF,成為世界上第壹款有自動對焦能力的相機。
. 第壹代 AF 自動對焦技術原理(被動式)
Konica C35 AF 是第壹架實用的AF 135傳統照相機,應用 Honeywell 公司生產的自動對焦元件,屬於第壹代被動式自動對焦技術。這個技術的基本原理是以分析來自景物主體的反光為參考指標。KONICA C35 AF 的 VAF 自動對焦系統是在兩個測距窗後置有壹個的三菱鏡,三菱鏡負責折射光線到兩個反光鏡上,這兩個反光鏡又會將影像光線分別投影兩個位於機底的影像感測器中。影像感測器是由感光半導體(類似 CCD)和積體電路所組成的小型電腦。感測器藉由影像的明暗,也就是反差來分辨影像的內容。在相機進行對焦的過程中,其中壹組反射鏡片固定不動,其影像自然固定不變成為對照組。另壹反光鏡片則前後移動,這個鏡片的移動量透過小型電腦的計算,直接反應在鏡頭的鏡片移動上。壹旦兩側的影像感測器都得到相同影像內容時,自動對焦完成,也代表鏡頭鏡片的移動量已經達到正確的對焦位置。
被動式對焦原理示意圖:兩組感測器或 CCD,其中壹組為對照組,當兩組的反差都顯示正確,代表對焦完成。
由於這壹系統的成功,導致相機工業的革命,可惜獲利最大的不是美國,而是日本公司,許多日本公司藉助這個設計成功的推出多樣的傻瓜型自動對焦相機,從70壹直延燒到90年代,甚至今日多數的迷妳型數位相機、全自動數位相機也都是應用這樣的原理在對焦工作。分析這種自動對焦方式優點在於相機自身不需要發射系統,因此耗能少、成本低,分光系統簡潔,有利於小型化。在室外陽光充足時使用能夠充分的自動對焦,甚至在逆光下或是對焦遠處景物,只要有亮度,這套系統通通都能完成對焦。
現代的數位相機大量使用 AF 輔助對焦燈彌補亮度的不足,顏色從早期的紅色到目前強調酷炫的綠色、藍色都有。
不過,由於該系統主要是接受外來光線的,因此,稱為‘被動式’AF系統,也因為如此當光線過暗或主體反差太低時,VAF 是無法工作,加上對細線條的主體(例如:電線桿),VAF的自動對焦也較困難且精度不高(最近1.1公尺至無窮遠)。所以,傻瓜相機、低階的數位相機往往無法提供精確的微距拍攝能力,原因也在此。至於,在室內拍攝亮度不足的問題,後來的傻瓜以及數位相機,多采用了‘輔助對焦燈’這樣的設計,來補強光線不足時的困擾。