فوکوس خودکار چیست؟
سیستم فوکوس خودکار یا اتوفوکوس (AF) را می توان سیستم فوکوس برقی نامید، چون از یک کامپیوتر برای به حرکت در آوردن یک موتور مینیاتوری و فوکوس لنز برای شما بهره می گیرد.
فوکوس عبارت است از حرکت به عقب و جلوی اجزائی از لنز تا زمانی که دقیق ترین تصویر ممکن بر روی فیلم یا سنسور تصویر تشکیل شود.با توجه به فاصله سوژه از دوربین، لنز باید فاصله مشخصی از سنسور بگیرد تا بتواند تصویر واضحی را تشکیل دهد.
در بیشترین دوربین های پیشرفته، فوکوس خودکار یکی از امکانات خودکاری است که برای راحتی گرفتن عکس در دوربین تعبیه شده است.کلا دو نوع سیستم فوکوس خودکار وجود دارد: سیستم فعال و غیر فعال، در بعضی از دوربینها ممکن است ترکیبی از این دو نوع سیستم استفاده شود.بطور کلی، در گذشته، دوربینها بیشتر از سیستم فعال استفاده می کردند، در حالی که بیشتر دوربینهای SLR حرفه ای با لنزهای قابل تعویض و دوربین های اتوماتیک امروزی، از سیستمهای غیر فعال بهره می گیرند.

فوکوس خودکار فعال
در سال 1986، شرکت پولاروید از نوعی سیستم فاصله یاب صوتی (سونار)، مشابه آنچه که زیر دریایی ها در زیر دریا بکار می برند، برای یافتن فاصله دوربین تا سوژه استفاده نمود.این دوربین با یک پخش کننده، اصواتی را با فرکانس بسیار بالا منتشر می کرد و سپس امواج برگشتی را دریافت می نمود.
این مدلها که شامل Polaroid Spectra و SX-70 بودند؛ زمانی را که طول می کشید تا امواج برگشتی اولتراسونیک به دوربین برسند محاسبه نموده و فوکوس لنز را بر اساس آن تنظیم می کردند.استفاده از صوت، محدودیتهای خاص خود را داشت، مثلا اگر می خواستید از درون یک اتوبوس با پنجره های بسته عکس بگیرید، امواج صوتی بجای برخورد به سوژه مورد نظر در بیرون اتوبوس، به شیشه برخورد میکرد و باعث می شد تا دوربین در فوکوس اشتباه نماید.
این سیستم پولاروید، یک سیستم کلاسیک فعال محسوب می شد.این سیستم بخاطر این فعال نامیده می شد که دوربین برای تشخیص فاصله جسم تا دوربین، چیزی را از خود انتشار می داد (در این مورد امواج صوتی).
سیستم فوکوس خودکار فعال روی دوربین های امروزی، بجای امواج صوتی از سیگنهای مادون قرمز استفاده می کنند که برای فوکوس روی اشیائی تا فاصله 6 متر و کمی بیشتر تا دوربین عالی عمل می کنند.
سیستم های مادون قرمز از تکنولوژیهای مختلفی برای سنجش فاصله جسم استفاده می کنند.این سیستمها معمولا شامل تکنولوژی هایی نظیر:
مثلث بندی
سنجش میزان نور مادون قرمز برگشتی از جسم
زمان

می باشند.
مثلا سیستمی شرح داده شده که یک پالس نور مادون قرمز را به سمت جسم می تاباند و از میزان نور بازتاب شده برای تشخیص فاصله جسم تا دوربین استفاده می کند.سیستم مادون قرمز، یک سیستم فعال محسوب می شود، چون دوربین همیشه باید یک انرژی نوری مادون قرمز نامرئی را هنگام فوکوس به بیرون دوربین بفرستد و آن را پس بگیرد.
تصور دوربینی که مانند پولاروید بجای امواج صوتی امواج مادون قرمز به بیرون می فرستد، کار مشکلی نیست.جسم نور مادون قرمز را به سمت دوربین منعکس می کند و ریز پردازنده دوربین، زمان بین ارسال و دریافت امواج را محاسبه می کند.با این اختلاف زمانی که مشخص بودن سرعت امواج، می توان فاصله دقیق را محاسبه نمود و به موتورهای لنز، فرمان لازم برای حرکت به سمت جلو یا عقب، برای رسیدن به فاصله مورد نظر را صادر کرد.
این فرآیند فوکوس تا زمانی که کاربر شاتر را تا نیمه فشرده نگه داشته باشد مرتب تکرار می شود.تنها تفاوت بین این سیستم و سیستم اولتراسونیک در سرعت پالسها می باشد.امواج اولتراسونیک با سرعت صدها کیلومتر در ساعت حرکت می کنند (سرعت صوت)، در حالی که سرعت امواج مادون قرمز صدها هزار کیلومتر در ثانیه (سرعت نور) است.
سنجش امواج مادون قرمز نیز دچار مشکلاتی می باشد.مثلا:
  1. یک منبع امواج مادون قرمز از یک شعله آتش (مثلا شمع های کیک تولد) می تواند سنسور سیستم مادون قرمز را دچار سردرگمی نماید.
  2. یک جسم سیاه می تواند شعاع نوری مادون قرمز را جذب نموده و برگشتی نداشته باشد.
  3. شعاع مادون قرمز ممکن است توسط چیزی جلوتر از سوژه مورد نظر برگشت داده شود و به سوژه مورد نظر ما نرسد.
  4. یک مزیت سیستم فوکوس فعال این است که براحتی در تاریکی مطلق کار می کند و عکاسی با فلاش را بسیار موثر و راحت می کند.

روی هر دوربینی که از سیستم مادون قرمز استفاده می کند، می توانید پخش کننده نور مادون قرمز و هم دریافت کننده آن را جلوی دوربین، تقریبا نزدیک منظره یاب مشاهده نمایید.
برای استفاده موثر از سیستم فوکوس خودکار مادون قرمز، باید مطمئن شویم که هم پخش کننده و هم دریافت کننده مادون قرمز مسیر باز و بدون تداخلی تا سوژه مورد نظر دارند و مثلا در جلوی آنها یک توری یا نرده –همانند قفس های باغ وحش – وجود ندارد.
اگر سوژه دقیقا در وسط نباشد، ممکن است نور از جسم دیگری که مد نظر ما نیست بازگردانده شود و فوکوس در نقطه اشتباه صورت بگیرد.بنابر این باید همیشه هنگام فوکوس سوژه را در میان کادر قرار داد.اشیاء بسیار درخشان یا نورهای درخشان ممکن است تشخیص نور برگشتی برای دوربین را با مشکل مواجه نمایند، بنابر این تا حد ممکن از قرار دادن چنین مواردی در کادر اجتناب نمایید.

سیستم ها فوکوس خودکار غیر فعال
سیستم های فوکوس خودکار غیر فعال در بیشتر دوربین های SLR و اتوماتیک امروزه مشاده می شود و فاصله جسم تا دوربین را با تحلیل کامپیوتری تصویری که دریافت می کند انجام می دهد.دوربین منظره واقع در کادر را در نظر می گیرد و با عقب و جلو بردن لنز، بهترین فوکوس ممکن را جستجو می کند.
سنسور فوکوس مورد استفاده یک CCD است (از جنس همان سنسورهای تصویر دوربین های دیجیتال) که ورودی الگوریتم هایی را که کنتراست اجزاء واقعی تصویر را محاسبه می کند، فراهم می نماید.سنسور CCD مورد استفده معمولا یک نوار باریک 100 یا 200 پیکسلی است.نور تشکیل دهنده از لنز به این باریکه برخورد می کند و ریز پردازنده دوربین مقادیر شدت نور در هر پیکسل را مورد بررسی قرار می دهد.