1. Trije ključni elementi samodejnega ostrenja
Za razliko od ročnega ostrenja sodobnega samodejnega ostrenja ne poganja ena sama tehnologija. Namesto tega je rezultat delovanja treh sistemov:
Optični principidoločite, kako je svetloba fokusirana na slikovni senzor.
Mehanski aktuatorjifizično premaknite lečo v pravilen položaj.
Algoritmi za samodejno ostrenjeanalizirati slikovne podatke in se odločiti, kako naj se premika leča.
Le če te tri komponente delujejo skupaj, lahko fotoaparat doseže hitro in natančno samodejno ostrenje.
2. Optični princip: Zakaj premikanje leče spremeni fokus
Osnova samodejnega ostrenja je optično slikanje.
Objektiv kamere ukrivi vhodno svetlobo in jo projicira na slikovni senzor. Ko se motiv približa ali oddalji, se goriščna ravnina premakne. Če senzor ni več v tej goriščni ravnini, postane slika zamegljena.
Samodejno ostrenje povrne ostrino slike s premikanjem leče, dokler se goriščna ravnina spet natančno ne poravna s senzorjem.
Pomislite na to kot nastavljanje povečevalnega stekla nad list papirja. Če premaknete lečo, se svetloba nekoliko spremeni, kjer se svetloba steka, kar omogoči, da slika spet postane ostra.
Ključne komponente
Optična leča
Senzor slike
Goriščna ravnina
Tipičen potek dela
Ocenite oddaljenost predmeta.
Izračunajte zahtevano goriščno lego.
Premaknite lečo.
Preverite ostrino slike.
3. Sprožilci ostrenja: Kako se leča dejansko premika
Vedeti, kam se osredotočiti, je le polovica postopka. Objektiv je treba tudi fizično premakniti z izjemno visoko natančnostjo.
Sodobni moduli kamer običajno uporabljajo miniaturne aktuatorje, kot so:
Motor z glasovno tuljavo (VCM)
Koračni motor
Piezoelektrični aktuator (v specializiranih sistemih)
Med njimi jeVCMje najbolj razširjena rešitev za pametne telefone in module kompaktnih kamer.
VCM lahko lečo premakne le za nekaj sto mikrometrov, hkrati pa ohranja odlično natančnost pozicioniranja, kar omogoča gladko in hitro samodejno ostrenje.
Tipičen postopek samodejnega ostrenja
Prejmite ukaz za samodejno ostrenje.
Poganjajte aktuator.
Premaknite lečo.
Preverite ostrino slike.
Ustavite se, ko je dosežena optimalna izostritev.
4. Algoritmi za samodejno ostrenje: možgani za sistemom
Aktuator premakne lečo, vendar se ne odločikjerpremikati se.
Ta naloga pripada algoritmu samodejnega ostrenja.
Slikovni senzor neprekinjeno zajema okvirje za predogled, medtem ko slikovni procesor oceni ostrino slike in izračuna optimalni položaj leče.
Današnji moduli kamer običajno uporabljajo več načinov samodejnega ostrenja:
Samodejno ostrenje z zaznavanjem kontrasta (CDAF)
Ta metoda ocenjuje kontrast slike.
Ostrejše slike imajo višji lokalni kontrast, kar omogoča procesorju, da določi, ali naj se fokus premakne naprej ali nazaj.
Prednosti:
Visoka natančnost ostrenja
Preprosta izvedba
Omejitve:
Nižja hitrost ostrenja
Lahko lovi pred zaklepanjem fokusa
Samodejno ostrenje s faznim zaznavanjem (PDAF)
PDAF primerja fazne razlike v prihajajoči svetlobi, da določi smer ostrenja in zahtevano premikanje leče.
Prednosti:
Izjemno hitro
Odlično za premikajoče se predmete
Pogost v pametnih telefonih in digitalnih fotoaparatih
Lasersko samodejno ostrenje
Nekateri moduli kamer vključujejo tudi laserski senzor razdalje.
Namesto da bi laser ocenil ostrenje na podlagi podatkov o sliki, laser neposredno meri razdaljo do motiva, kar omogoča hitrejši odziv samodejnega ostrenja v -svetlobnih pogojih.
5. Tipičen potek dela s samodejnim ostrenjem
Čeprav se tehnologije samodejnega ostrenja razlikujejo, večina modulov kamer sledi istemu postopku nadzora-zanke.
Posnemite predogled slike.
Analizirajte ostrino slike.
Izračunajte zahtevano nastavitev leče.
Poganjajte aktuator.
Posnemite drugo sliko.
Ponavljajte, dokler fokus ni zaklenjen.
Ta neprekinjena povratna zanka omogoča, da samodejno ostrenje ostane natančno tudi, ko se subjekt premika.
6. Primeri iz-resničnega sveta
Pametni telefoni
Sodobni pametni telefoni združujejo PDAF, CDAF, prepoznavanje scene z umetno inteligenco in aktuatorje VCM za doseganje hitrosti samodejnega ostrenja, izmerjene v milisekundah.
Industrijske kamere
Sistemi industrijskega vida dajejo prednost natančnosti pozicioniranja pred hitrostjo. Visoko{1}}natančni aktuatorji omogočajo natančnost samodejnega ostrenja do mikronske ravni, zaradi česar so idealni za pregled tiskanih vezij, proizvodnjo polprevodnikov in natančne meritve.
