Dual pixel autofocus


Fotografie » TechTalk » Fysica » Focus » Dual pixel autofocus

Bij fototoestellen gebeurt de scherpstelling ofwel door contrastmeting, ofwel door fase-meting. Beide methodes die allebei hun voor- en madelen hebben konden tot nu toe niet samen gebruikt worden.

Bij spiegelreflexen gebruikt men een aparte focus sensor. De sensor kan de positie van het onderwerp bepalen en reageert uiterst snel. Door middel van een spiegel wordt een deel van het licht naar de AF sensor gestuurd. Maar de sensor werkt niet als er een opname gemaakt wordt (foto of film), want dan is de spiegel weggeklapt.

Bij compact en hybride fototoestellen gebeurt de scherpstelling door middel van contrastdetectie: het fototoestel stelt scherp totdat het beeld een maximaal contrast heeft. Dit systeem dat al 30 jaar toegepast wordt in videocamera's gebruikt het beeld zelf om te bepalen of de focus correct is. Een nadeel is dat het systeem niet kan bepalen of het onderwerp verder of dichter staat. Het scherpstellen gebeurt met stapjes en is onzeker.

De scherpstelling door middel van fase detectie wordt op een andere pagina besproken. In principe gebruikt men de verschuiving die ontstaat als het beeld dat door twee lenzen gaat (rangefinder fototoestel) of door de twee kanten van eenzelfde lens (spiegelreflex).

De twee lenzen (of de twee kanten van eenzelfde lens) geven een verschoven beeld als het onderwerp niet scherp is. De verschuiving komt eigenlijk overeen met de mate van onscherpte. Door het licht van één kant te selecteren (en niet het volledig beeld) bekomt men een wat scherper beeld (kleiner diafragma) maar men bekomt vooral een indikatie van de afstand.

Het dual pixel systeem van Canon gebruikt twee fotodiodes per pixel. Een microlens belicht de twee fotodiodes, en bij het nemen van de foto werken de twee diodes samen (hun signaal wordt opgeteld).

Bij de scherpstelling echter gebruikt men de twee afzonderlijke beelden. Deze twee beelden bevatten gedifferentieerde informatie, namelijk het licht dat door de rechter- of linker kant van de lens gepasseerd zijn. Deze beelden bevatten afstandsinformatie: het beeld is verschoven als het onderwerp niet scherp staat, en de mate van verschuiving geeft aan hoeveel er bijgesteld moet worden.

Dit systeem heeft volgende voordelen:

Maar er zijn ook nadelen verbonden aan het systeem:


Fuji gebruikt een systeem dat licht afwijkend is. Bij dit systeem "hybrid AF" genaamd, worden een aantal naburige pixels half afgedekt, waardoor ze enkel licht van één kant van de lens ontvangen. De twee naburige pixels geven informatie over de focus offset op deze plaats. Bij dit ouder systeem gaat een deel van het licht verloren.

Wat zal de toekomst ons brengen? Het huidig systeem van dual pixel AF wordt in een heel traditioneel spiegelreflex gebruikt (de Canon 70D), waar het heel goed presteert. Ongeveer 65% van het beeld kan gebruikt worden voor de scherpstelling en het is mogelijk op het LCD scherm aan te geven op welke plaats het toestel moet scherpstellen bij het filmen. Een dergelijke funktie is natuurlijk niet mogelijk met een klassieke spiegelreflex! De dual pixel scherpstelling wordt ingevoerd als een extraatje (de klassieke scherpstelling door middel van contrast detectie en aparte sensor blijft gebruikt). Enkel bij "live view" en bij het filmen beschikt men over de dual pixel AF.

Later zullen de compact fototoestellen (en vooral de hybride fototoestellen die in een duurdere prijsklasse zitten) ook uitgerust worden met een dergelijk systeem. Het is technisch niet zo moeilijk om een dual pixel sensor te maken: men hoeft slechts 2 of 4 fotodiodes te plaatsen onder een microlens in plaats van één zoals nu. De complexiteit zit hem vooral in de rekenkracht die nodig is om de twee (of vier) beelden te analyseren. Maar als men aan gezichtsherkenning kan doen, is het maar een kwestie van firmware om de autofocus bij te werken.

De Canon 5D Mk IV is één van de laatste toestellen op de markt. Het combineert een klassieke scherpstelling met aparte sensor en de dual pixel AF. Uiterlijk verschilt dit toestel maar weinig van zijn voorganger die geen dual pixel AF heeft: de mensen die dergelijke toestellen gebruiken willen het beste van beide werelden, en willen ook dat ze het toestel direct kunnen gebruiken zonder leercurve: een nieuw toestel moet meer kunnen, niet minder (verdwijnen van de klassieke scherpstelling).

In de oorlog werd de afstand tot het doel gemeten met een speciale telescoop met twee objectieflenzen die op een afstand van elkaar stonden. De afstand tot het onderwerp werd bepaald door driehoeksmeting, door één van de spiegels in de telescoop te verdraaien tot de beelden van de beide telescopen over elkaar vielen.


Scherp beeld


Onscherp beeld


Onscherp beeld, gezien door één kant van de lens


Onscherp beeld, gezien door de andere kant van de lens


Een onscherp beeld is in feite een veelvoud van scherpe beelden...

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren