1

AUTOMATYKA W APARATACH FOTOGRAFICZNYCH

W dzisiejszych czasach automatyka jest nieodzownym elementem aparatów

cyfrowych. Prawie każda nowo wyprodukowana lustrzanka, oprócz wielu dodatkowych

funkcji, posiada system automatycznego ustawiania ostrości (AF), czyli tzw. autofocus, czy

też stabilizację obrazu.

Firma AGFA AG w 1966 roku opatentowała system autofocusa. Stał się on

nadzwyczaj pożyteczną funkcją zarówno w aparatach cyfrowych jak i w analogowych.

Stąd

w 1977 roku został pierwszy seryjnie wyprodukowany aparat autofocus - Konica C35 AF,

a rok później wyprodukowano Polaroid SX-70 Sonar OneStep - pierwsza seryjna lustrzanka

jednoobiektywowa autofocus (do zdjęć natychmiastowych). Z kolei, Minolta w 1985

opracowała system mocowania obiektywów w aparacie Minolta Maxxum 7000 - silnik

w aparacie ustawia ostrość w wymiennych obiektywach poprzez przekładnię mechaniczną.

Już dwa lata później, firma Canon stworzyła EOS, czyli system mocowania obiektywów

autofocus z elektrycznym przekazywaniem wszystkich parametrów do obiektywu. Aktualnie

istnieją trzy rozwiązania umożliwiające automatyczne nastawienie ostrości w aparacie:



system aktywny (triangulacyjny) - dalmierz mierzy odległość aparatu od obiektu przy

pomocy wiązki promieni podczerwonych lub ultradźwięków, a następnie przekazuje

tę informację do aparatu, który ustawia odpowiednio obiektyw. Ze względu na małe

rozmiary aparatu fotograficznego, odległość tych punktów jest też mała i dokładność

tej metody niezbyt duża. Zaletą jest szybkość pomiaru odległości.



system pasywny - polega na mierzeniu kontrastu lub przesunięcia fazowego pomiędzy

detalami w kadrze. Maksimum kontrastu oznacza prawidłowe ustawienie ostrości. Ten

rodzaj ustawiania ostrości nazywany jest też "AF z detekcją kontrastu lub fazy TTL".

System TTL działa bardzo dokładnie, ale dość wolno

.

W lustrzankach

jednoobiektywowych stosowane są do tego celu specjalne czujniki, w cyfrowych

aparatach kompaktowych używa się często matrycy światłoczułej.



system hybrydowy – połączenie obydwóch systemów. Jest instalowany w droższych

aparatach. System triangulacyjny jest wykorzystany do szybkiego, choć nie za

dokładnego, ustawienia ostrości, a następnie włącza się system TTL, "dostrajając"

ostrość już bardzo precyzyjnie. Ponieważ regulacja typu TTL jest już dla małego

zakresu, działa, więc szybciej, niż wówczas, gdy musi nastawiać ostrość "od

początku".

2

Aparat z AF może zwykle pracować w kilku trybach takich jak:



Jednokrotne nastawienie ostrości, najczęściej z priorytetem ustawienia ostrości.
Aparat zrobi zdjęcie dopiero wtedy, gdy zostanie ustawiona ostrość.



Ciągłe nastawienie ostrości - zwykle z pierwszeństwem wyzwolenia migawki. Zdjęcie
można zrobić nawet wtedy, gdy ostrość nie jest jeszcze dokładnie ustawiona.

Ze względu na sposób wyboru odpowiedniego czujnika system AF możemy podzielić na:



Dynamiczny AF - w celu śledzenia poruszającego się obiektu, punkt AF jest
automatycznie zmieniany.



Dynamiczny AF ze śledzeniem najbliższego obiektu – AF automatycznie wybiera
najbliższy obiekt i na nim dokonuje pomiaru odległości.



Pojedynczy AF – ręczne wybieranie odpowiedniego czujnika AF za pomocą nastaw
w aparacie.



Szeroki obszar AF - umożliwia ustawienie ostrości na obiekcie nieznajdującym się
w dokładnie w centrum kadru.



Punktowy pomiar AF - czujnik AF jest umieszczony centralnie. Służy do ustawienia
ostrości na wybranym przedmiocie, który przy użyciu Szerokiego obszaru AF mógłby
nie zostać wzięty pod uwagę.

Stabilizator obrazu jest to urządzenie, które zmniejsza efekt drżenia rąk podczas

fotografowania, zwłaszcza przy długich czasach naświetlania. Są różne rozwiązanie

techniczne dla tego urządzenia:

1. Mechaniczne(OIS):

a. korygowanie położenia matrycy światłoczułej np. w aparatach Konica Minolta

b. korygowanie położenia układu optycznego np. w aparatach Panasonic.

W przeciwieństwie do EIS obraz modyfikowany jest przy użyciu układów optycznych
jeszcze zanim dotrze do przetwornika aparatu fotograficznego. Ze względu na
optyczno-mechaniczny charakter system ten nie wymaga obecności przetwornika
obrazu i może być instalowany w dowolnym sprzęcie optycznym, np. w lornetce.

2. Elektroniczne(EIS) - Procesor obrazu śledzi w czasie rzeczywistym to, co dzieje się na

przetworniku. Dane z przetwornika analizowane są przy użyciu algorytmów
wykrywających i mierzących ruch powstającego obrazu. Jeżeli przesunięcie zostanie
sklasyfikowane przez system, jako wstrząs, zostaje zapoczątkowane odpowiednie
przekształcenie (na ogół przesunięcie) obrazu niwelujące zmianę. Aby system EIS
mógł przesuwać obraz w jakichś granicach konieczne jest stworzenie pewnych
zapasowych obszarów na brzegach obrazu. Odbywa się to dwoma sposobami:

a. skracanie czasu naświetlania kompensowane wzrostem czułości w aparatach

b. elektroniczna korekta przesunięcia kolejnych klatek w kamerze.

3. Zewnętrzne:

3

a. układ dodatkowych soczewek w obiektywie, które są podwieszone na

uchwycie żyroskopowym umocowanym na obudowie aparatu

np. Kenyon

Laboratories. Jest ono szczególnie przydatne przy robieniu zdjęć z czasem
naświetlania dłuższym niż około 1/60 s a także przy fotografowaniu z długą
ogniskową obiektywu.

Jest prosta reguła, wiążąca najdłuższy dopuszczalny czas otwarcia migawki Tm z ustawioną
długością ogniskowej obiektywu f. Dotyczy ona fotografowania aparatem trzymanym w ręce

Tm (w sekundach) ≤ 1/f (w milimetrach)
Reguła dotyczy ogniskowej przeliczonej dla formatu 35mm. Fotografując obiektywem
o standardowej długości - 50 mm, powinniśmy ustawić czas migawki 1/50 s lub krótszy. Ale
dla ogniskowej 400 mm ten czas musi być mniejszy lub równy 1/400 s. Spełnienie tego

warunku zapewnia, że obraz rzucany przez obiektyw będzie stabilny w trakcie trwania
ekspozycji. Jeżeli ustawimy dłuższy czas otwarcia migawki, to w trakcie naświetlania obraz
wytworzony przez obiektyw będzie przesuwać się względem matrycy (lub filmu w aparacie

analogowym)

i otrzymamy zamazane kontury na zdjęciu. Stabilizator obrazu, jeżeli aparat go

posiada, pozwala nam na przekroczenie tych czasów, a więc umożliwia fotografowanie
w złych nawet warunkach świetlnych bez użycia statywu.

Rysunek 1 Stabilizator zewnętrzny