Студопедия — Пассивный автофокус
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Пассивный автофокус






Принципиальным отличием пассивных систем от активных является использование ими света отраженного или излучаемого снимаемым объектом без использования какой-либо подсветки.

Сначала рассмотрим системы пассивного автофокуса, применяемые в конструкциях дальномерных камер. Эти системы работают по принципу оптического дальномера и определяют расстояние до снимаемого объекта по параллактическому углу. В верхней части камеры устанавливается оптико-электронный блок, представляющий собой два фотосенсора, состоящих из пяти светочувствительных приемников, и электронной схемы обработки сигналов.

Вся эта смесь точной механики, оптики и электроники работает следующим образом. Лучи, отраженные снимаемым объектом, попадают в два канала приемника, состоящего из двух зеркал, двух линз и призмы. В одном из каналов установлено сканирующее зеркало, связанное с фокусируемым объективом. При наполовину утопленной спусковой кнопке происходит двойное сканирование зеркала. При первом сканировании зеркало последовательно направляется на предметы, находящиеся на расстоянии от бесконечности до 1, 1 м, при втором - от 1, 1 м до бесконечности. После первого сканирования сигнал, соответствующий моменту фокусировки запоминается. При втором сканировании значение этого сигнала сравнивается с текущим и, если они равны, блок управления выдает сигнал электромотору фокусировать объектив. Время фокусировки такой системы около 0, 1 секунды.

Эта система имеет такую же погрешность, как и обычный дальномер. Однако существенным недостатком схемы является малое количество свето-чувствительных площадок и дополнительный механический узел (поворотное зеркало), который увеличивает размер и уменьшает быстродействие.

Для более точной фокусировки используются пассивные системы, в которых стоят многоэлементные фотоприемники ПЗС (прибор с зарядовой связью, в англоязычном названии ССD - Charge Coupled Device). Важным достоинством таких систем является их малый размер и высокая плотность фотоприемников.

Следуюшая схема также построена по принципу дальномера, но оба зеркала неподвижны. Если объект находится " на 6есконечности", то два сравниваемых изображения попадают на симметрично расположенные элементы линейки приемников. При уменьшении дистанции до объекта второе изображение сдвигается относительно первого. Каждому расстоянию до объекта соответствует своя группа сенсоров, сигнал от которой и управляет через электронику камеры фокусировкой объектива.

В зеркальных камерах первоначально также использовалась система сравнения двух изображений, которые образованы лучами, идущими через разные участки объектива.

В приведенной схеме на разные фотоприемники попадают световые пучки, прошедшие через противоположные краевые зоны объектива.

Если плоскость изображения не совпадает с плоскостью точной фокусировки, то центральная точка объекта, расположенная на оптической оси объектива (т.е. в центре), будет спроецирована вспомогательными объективами на разные (не совпадающие по положению) элементы сенсора. Это будет зафиксировано схемой сравнения, и потребуется перемещение объектива для совмещения плоскости изображения с плоскостью фокусировки. При совпадении этих плоскостей объект, размещенный в центре изображения, отображается на средних элементах сенсоров, расположенных одинаково. Схема сравнения вырабатывает сигнал перемещения объектива, приводящий к правильной фокусировке.

Описанная схема может быть доработана путем размещения перед элементами фотоприемников фигурных масок, которые срезают часть изображений. При наводке на резкость фокальная плоскость объектива может оказаться перед или за маской. Соответствующие изображения пятна на поверхности приемника показаны на рисунке. Центральное изображение соответствует правильно сфокусированному объективу. Левое и правое изображение - объектив еще не дошел до нужного расстояния или перешел нужное расстояние, соответственно. Когда изображение пятна сфокусировано резко, оно разделяется маской пополам и выходные сигналы приемников равны. Когда изображение нерезко, уровень сигнала от одного сигнала больше или меньше, чем от другого. После чего схема сравнения выдает сигнал точной фокусировки.

Но такая система имеет почти все те же болезни и недостатки, что и дальномерные автофокусы. Поэтому был предложен другой метод наведения объектива на резкость.

Известно, что контраст и разрешение деталей будет максимальным, когда изображение сфокусировано. На принципе измерения контраста всей снимаемой картинки или только сюжетно важной части основаны следующие системы пассивной фокусировки.

В основе данной системы лежит простое измерение интенсивности света для близко расположенных участков изображения. В плоскости изображения размещают многоэлементный сенсор на ПЗС, определяющий освещенность соседних участков изображения. Для этого в автофокусировочной системе имеется две линейки фотоприемников расположенных на разных расстояниях от объектива. Сигналы от линейки поступают на схемы сравнения, которые анализируют разность сигналов от каждой пары соседних элементов линейки. Фактически сравнение идет на уровне фаз сигналов, поэтому вторым названием системы является " фазодетекторная автофокусировочная система".

Изображение границы объекта и фона попадает на сенсоры, чем она резче, тем больше приращение сигнала при переходе к соседнему элементу линейки. Разностные сигналы суммируются, и чем больше сумма, тем точнее фокусировка.

Еще одной системой, работающей с контрастом изображения, является автофокусировка по методу " нулевого контраста". Система работает по объекту, находящемуся в центре зоны автофокуса. Согласно принципу " нулевого контраста", наибольшему контрасту в плоскости изображения соответствует наименьший (в идеале равный нулю) контраст в области фотоприемника. Во время фокусировки граница объекта должна проходить около центра области фокусировки примерно по диагонали. Оптически система состоит из двух объективов: основного (фокусируемого) и вспомогательного. Вспомогательный имеет очень малое фокусное расстояние по сравнению с объективом, стоящим на камере.

Кроме этого, вспомогательный объектив по-разному ограничивает световые пучки в зависимости от наличия или отсутствия расфокусировки. Светочувствительный сенсор, выдающий сигналы, позволяющие установить объектив в требуемое положение, размещают вблизи заднего фокуса второго объектива. В положении, когда фокусируемый объектив создает изображение предмета на вспомогательном объективе, сенсор освещается равномерно. В этом положении граница между объектом и фоном не видна. Стоит только расфокусировать основной объектив, как равномерность нарушается. Чем больше расфокусировка, тем отчетливей заметна граница между объектом и фоном в области сенсора. При этом, возможно, что часть лучей срезается оправой вспомогательного объектива и неравномерность еще больше увеличивается.

Конструктивно система построена по принципу " нулевого контраста" и содержит в плоскости изображения два линзовых растра, вытянутых в виде полосок перед приемниками. За каждой линзой имеется по 2 или более приемника на ПЗС. Верхняя линза используется для точной фокусировки со сменной оптикой со светосилой не хуже чем 1: 2, 8. Нижний ряд используется для фокусировки объективов с худшей светосилой.

В современной профессиональной фототехнике фокусировка производится по т. н. автофокусировочному полю. Камера буквально следит за снимаемым объектом с помощью нескольких зон фокусировки (до 45). Такая система автофокусировки потребовала создания новой схемы.

Конструкция новой оптической схемы основана на удлинении траектории луча. Пройдя через зеркало быстрого возврата, световой поток преломляется большим вспомогательным зеркалом, находящимся за зеркалом быстрого возврата. После световой поток еще два раза преломляется двумя полностью отражающими зеркалами перед тем, как достигнуть сенсора автофокуса. Таким образом, создается длинная траектория, напоминающая букву Z.

Более длинная световая траектория предотвращает периферийное искажение изображения. Вспомогательное зеркало имеет специфически вогнутую форму и работает еще как полевая линза. Работа полевой линзы основана на геометрическом принципе, что любой луч света, пересекающий фокальную точку (фокус), пересечет и другую фокальную точку после преломления криволинейной поверхностью.

На всех профессиональных камерах, вышедших в последнее время, зона автофокусировки при выборе подсвечивается, как правило, красным цветом.

Итак, пассивные системы автофокусировки:

за
могут работать как через объектив, так и надобъективно,
отрабатывают одиночную наводку на резкость, непрерывную фокусировку и следящий автофокус,
наводят резкость с объективом с любым фокусным расстоянием,
наводят резкость с любыми объективами и аксессуарами (фильтры, конвертеры, линзы).

против
требуют светосилы объектива не хуже 1: 5, 6,
плохо работают в условиях с низкой освещенностью,
для фокусировки требуются контрастные объекты.

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 899. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Общая и профессиональная культура педагога: сущность, специфика, взаимосвязь Педагогическая культура- часть общечеловеческих культуры, в которой запечатлил духовные и материальные ценности образования и воспитания, осуществляя образовательно-воспитательный процесс...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия