Пропоную короткий аматорський екскурс у часи, коли автофокус був в ще дивину і сприймався фотографами зримим результатом науково-технічного прогресу. Матеріал виповнюється за мотивами і на мелодію вподобаного відвідувачам сайту розслідування причин і схем роботи контрастного і фазового автофокусу. Практичної цінності інформація не має, але допомагає зрозуміти, "як це все працює".
Сучасна масова фотографія немислима без застосування автофокусу - він звичний і сприймається як щось само собою зрозуміле. Необхідність у виключенні "людського фактора" в фокусуванні відчувалася давно, але можливість здійснення задумки з'явилася лише до кінця 60-х років минулого століття. На рубежі 1960-70х років дослідження в області автофокусу вели практично всі найбільші виробники фототехніки.
Широко відома історія з Leitz (Leica), які розробили та запатентував самостійно фокусирующиеся об'єктиви в середині 1970х років. Та й першим прототипом автофокусна фотоапарата вважають Correfot від тієї ж Leica, представлений на Photokina в 1976 році - всього 36 років тому. Однак, німецький виробник порахував, що його споживачі вміють фокусуватися вручну, і згодом продав технологію японської Minolta (думаю, що основною причиною було те, що Leica не мала можливості проводити електронну начинку в промислових масштабах, зосередившись на топових фотоапаратах ручної збірки, а з Minolta в той час існувала угода про співпрацю).
Система пасивного автофокусу Honeywell Visitronic заснована на електронному розпізнаванні двох контурів (контурів) предмета і обчисленні відстані до нього методом тріангуляції.
Другою важливою системою автофокусу, застосованої в масовому виробництві, стала активна система від Polaroid, заснована на застосуванні ультразвукового локатора (сонара). Її розробку з 1965 року вів талановитий вчений Конрад Байбер (Conrad Biber), який очолював лабораторію передових технологій Polaroid. Система довгий час залишалася "" прототипом "і тільки після винаходу спеціального ємнісного приймача (capacitive transducer), який використав тонку позолочену поліетиленову плівку в якості джерела сигналу, вона пішла в промислове виробництво. Цікаво, що в 1981 році Polaroid запатентував цю систему ще й в якості основи для виробництва ціпків, здатних виявляти перешкоди, для людей з вадами зору. Першими фотоапаратами, які використовували систему, стали Polaroid Sonar Pronto (звичайний "миттєвий" Polaroid) і Polaroid SX-70 Sonar OneSt ep. Обидва вийшли на ринок в 1978 році.
Не відставав від конкурентів і Canon. Фірма пройшла через "розбрід і хитання", намагаючись одночасно працювати над системами і активного, і пасивного автофокусу. Спочатку було прийнято рішення відмовитися від систем пасивного автофокусу через невпевненою роботи при недостатньому освітленні або низької контрастності об'єкта.
Центральний датчик Visitronic (збільшений)
У тому же 1980 року HoneyWell запатентувала вдосконалену систему - Visitronic TCL (Through Camera Lens), яка і стала основою звичних нам систем фазового автофокусу в дзеркальних фотоапаратах. Visitronic TCL - система пасивного автофокусу, заснована на датчиках, які в співдружності з мікропроцесором обробляють сигнал, одержуваний через невеликі максимально віддалені один від одного ділянки об'єктива. Метод принципово схожий з оптичними далекомірами, відштовхуються від кутової різниці сигналу двох датчиків при накладенні зображення.
У 1980 році була оголошена система автофокусу від Seiko, але поширення вона не отримала і подробиць я знайти не зміг.
Першим прообразом звичної автофокусної дзеркалки став в 1981 році Pentax ME-F. При правильній фокусуванні в видошукачі запалювався індикатор і подавався звуковий сигнал. Використання об'єктива SMC Pentax AF 35-70 / 2.8 (з вбудованим приводом автофокусу і живленням від 4 батарейок ААА) перетворювало Pentax ME-F в повноцінний автофокусний дзеркальний фотоапарат.
Схожу схемотехнику використовував і Olympus в своєму OM30 (з об'єктивом 35-70 на 3 батарейках ААА), випущеному в 1983 році. У тому ж 1983 представили і перший автофокусний Nikon - F3AF зі схожою концепцією автофокусу.
Далі значущих експериментів і змін практично не було і дзеркальні фотоапарати використовували вже звичну систему фазового автофокусу.
Про вітчизняний "автофокусостроеніі": копіювати вміли і в 1987 році (через якихось жалюгідних 10 років) з'явився Елікон-авто, виробництва Беломо - клон Konica C35 AF, першого автофокусна фотоапарата.
Робота заснована на вимірі напруги на фотодатчиком, згрупованих в 5 панелей по 2 ряди в кожній. Напруга зчитується з кожної групи, воно змінюється в залежності від кількості світла, відбитого від об'єкта фокусування. Відбитий від об'єкта світло потрапляє на датчики через два дзеркала, рухливе і нерухоме. Рухоме дзеркало зміщується, "скануючи" область фокусування. Мікропроцесор вимірює зміна напруги при зсуві рухомого дзеркала і порівнює його з напругою з датчиків, налаштованих на нерухоме дзеркало. При збігу напруг (що означає знаходження об'єкта у фокусі), відстань до об'єкта обчислюється за допомогою тригонометричних функцій. На підставі обчисленого відстані дається сигнал на переміщення лінз в об'єктиві.
Діод випускає спрямований інфрачервоний сигнал в напрямку об'єкта фокусування, переміщаючи промінь з боку в бік. Приймач приймає відбитий сигнал і розраховує відстань до об'єкта використовуючи співвідношення кута повороту випромінювача і сили відбитого сигналу.
Система нагадує Visitronic. за винятком того, що відбите світло потрапляє на два нерухомих дзеркала і через що формують зображення лінзи - на дзеркальну рухливу призму. Два зображення відображаються від призми на ПЗС-матрицю, що складається з 240 елементів, які перетворять сигнал в ток, а мікропроцесор стежить за зміною напруги на датчиках при переміщенні призми. Залежно від цієї напруги дається сигнал про те, в який бік рухати фокусує елемент об'єктива.
Приймач видає короткий ультразвуковий сигнал на 4х знижуються частотах (60, 57, 53 і 50 kHz) і заміряє час до отримання відбитого від об'єкта фокусування сигналу. На основі витраченого часу розраховується відстань до об'єкта.
Відбитий від об'єкта фокусування світло проходить через напівпрозоре основне дзеркало і відбивається від другого дзеркала на ряд здвоєних ПЗС-елементів (48 датчиків в двох рядах - 24 пари). Мікролінзи фокусують цей світ так, щоб кожен з пари датчиків "бачив" світло, отриманий тільки з однієї зі сторін об'єктива. Коли об'єкт знаходиться у фокусі, то обидва датчика отримують однакову кількість світла і відповідно, видають однакову напругу. Мікрокомп'ютер обробляє отримані дані і домагається того, щоб напруга з датчиків одного ряду повністю збігалося з напругою датчиків іншого, подаючи сигнал на переміщення фокусирующих елементів об'єктива.
Принципово схема фазового автофокусу Visitronic TCL з тих пір не змінилася.