Почему Canon и Nikon ограничивают или отключают автофокусировку за пределами определенных f-чисел?

Одна вещь , которую я заметил , с цифровой зеркальной камерой Canon, они будут отключать или ограничивать автофокусировка при использовании объектива максимальная диафрагма является более узким , чем некоторые значения, которые указаны в моем ответе на Какие отверстия необходимы для того, чтобы автофокус, в том числе перекрестного типа или высокая точность фокусировки на камерах Canon DSLR? Обратите внимание, что камеры Nikon также обычно ограничены f / 5.6, за исключением моделей с последней версией системы AF Multi-CAM 3500, как в D4 и D800.

Насколько мне известно, Olympus и Pentax не имеют этих ограничений, даже если автофокусировка может быть медленной или ненадежной за пределами f / 5.6. (Для Sony / Minolta требуется не менее f / 6,3, за одним исключением для зеркального объектива с автофокусировкой 500 мм f / 8, а Alpha 850 и 900 имеют центральную точку автофокусировки с высокой точностью при f / 2,8.) Например, в Pentax, 9 из 11 точек являются крестообразными и остаются на всех отверстиях. Система Pentax AF работает на скорости f / 8 и выше, хотя и очень медленно. Камеры Olympus Four Thirds будут продолжать пытаться сфокусироваться и ниже f / 5.6. Почему Canon и Nikon решили ограничить функциональность автофокусировки, а не пытаться сфокусироваться с пониженной производительностью сверх указанных выше срезов?

Системы автоматической фокусировки не могут использовать точки фокусировки перекрестного типа с наивысшей точностью, если вы не используете объектив с большой апертурой. Они не ограничивают точность искусственно, они просто работают в пределах максимальной апертуры.

Canon устанавливает эти ограничения для обеспечения надежной автофокусировки . Если вы не верите этой теории, добавьте кусок ленты между телеконвертером и объективом на верхних трех левых выводах. Это заставит ваше тело думать, что у вас нет телеконвертера, а ваш объектив просто 300 / 4.0 или что-то еще, что у вас есть.

Кроме того, только камеры Canon 1-й серии способны осуществлять автофокусировку с объективом af / 8, хотя и только в центральной точке. Обычно эта настройка происходит от сочетания длинного объектива с удлинителем. (Примечание: в последнее время Canon 5D Mark III, 7D с прошивкой v.2.0 или более поздней версии и 7D Mark II могут выполнять AF с центральной точкой до f / 8. Canon 5D Mark IV и 1D X Mark II могут выполнять AF с несколькими Точки автофокусировки с объективом f / 8. Для Canon 1D X требуется более поздняя прошивка для автофокуса объектива f / 8 с центральной точкой. При первоначальной поставке это будет только автофокус с объективами f / 5.6 и более широкими.)

Это действительно сводится к проблеме пользовательского опыта . Конечно, они могут включать ISO 204800 или 409600, но качество не сделает никого счастливым. Они стараются, чтобы большинство пользователей были довольны тем, что может делать камера, и большинство потребителей удовлетворены, если AF не охотится бесконечно.

Ограничения диафрагмы являются следствием конструкции систем автофокусировки с определением фазы и не являются специфическими для Canon.

Автофокусировка с определением фазы в зеркальных фотокамерах работает путем направления света на датчик автофокуса с помощью второго зеркала за главным посеребренным зеркалом. Датчик АФ использует пару линз для фокусировки света от объекта на пару одномерных датчиков, эффективно линий пикселей. Измеряя смещение между контрастными узорами, измеренными на каждом датчике, можно рассчитать расстояние до объекта. Смотрите эту грубую диаграмму (не в масштабе!)

Размер и расстояние между парой датчиков AF определяют точность измерения AF. Однако существует компромисс: чем дальше они друг от друга, тем шире должна быть диафрагма, чтобы направить свет на оба датчика. На диаграмме я включил диафрагму, которая представляет, например, f / 4.0 (объектив широко открыт f / 2.8). Когда объектив остановлен до f / 4.0, входящий свет будет заблокирован от попадания на датчики AF.

Современные устройства AF имеют несколько точек AF, каждая из которых состоит из пары датчиков с разным разделением и ориентацией. Центральная точка часто имеет очень широкую пару датчиков разделения и, таким образом, работает только с максимальной точностью при f / 2.8. Часто точки автофокусировки имеют пары 1D пикселей под углом 90 градусов для обнаружения горизонтальной или вертикальной детализации. Один ряд пикселей будет иметь большее разделение, поэтому точка автофокусировки работает только как датчик «перекрестного типа» при использовании объектива с большой апертурой, в противном случае вертикальный или горизонтальный датчик отключается, оставляя обычную точку автофокусировки с одной ориентацией.

Датчики могут работать немного дальше заданной апертуры, так как структура света может перекрывать датчик настолько, чтобы получить согласование и рассчитать расстояние, поэтому иногда срабатывает касание контактов телеконвертера. Но в целом он не предназначен для этого, чтобы предотвратить неточную или прерывистую работу. Canon отключает автофокусировку, когда заявленная апертура слишком мала.

Canon оптимизировала свои автофокусировки, чтобы быть очень точной с объективами с широкой апертурой (которые Canon предлагает даже при больших фокусных расстояниях, например, 400 мм f / 2,8 или 600 мм f / 4,0), вместо того, чтобы быть более гибкими, продолжая работать, но с меньшими затратами скорость и точность при небольших отверстиях.