ทำไมเซ็นเซอร์หลักไม่ได้ใช้แทนเซ็นเซอร์ AF แยกต่างหากเพื่อโฟกัส DSLR?

จากคำตอบนี้ฉันเข้าใจว่ากระจกสะท้อนแสงของ DSLR นั้นไม่ได้สะท้อนแสงทั้งหมด แต่มันส่งผ่านจำนวนหนึ่งไปยังเซ็นเซอร์ AF

ดังนั้นถ้ากระจกสะท้อนแสงสามารถผ่านแสงทำไมไม่ใช้เซ็นเซอร์หลัก (ซึ่งอยู่ด้านหลังกระจก) เพื่อเพ่งความสนใจไป

หมายเหตุ :
ในความคิดเห็นด้านล่างคำตอบที่เชื่อมโยงจะถูกบันทึกไว้ว่าเซ็นเซอร์ AF ต้องการเลนส์เพื่อโฟกัสลำแสงในตำแหน่งที่เหมาะสมของเซ็นเซอร์เนื่องจากมีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์หลัก (ตัวเอียงเป็นสมมติฐานของฉันเอง) หากใช้เซ็นเซอร์หลักจะต้องใช้เลนส์เพิ่มเติมนี้อีกหรือไม่

เฟสตรวจจับโฟกัสอัตโนมัติทำงานโดยการวัดการกระจัดในแนวนอนระหว่างรูปแบบความสว่างที่ฉายไปยังเซ็นเซอร์ AF ในการวัดการกระจัดจะใช้อาร์เรย์ 1 มิติแบบพิกเซลโมโนโครม นี่คือเซ็นเซอร์ AF ใน Canon 5D mkIII ที่มีลักษณะ:

คุณสามารถดูจำนวนพิกเซลที่แตกต่างกันจำนวนมากที่ใช้โดยจุด AF ที่ผู้ใช้สามารถเลือกได้ โดยหลักการแล้วคุณสามารถใช้เส้นพิกเซลบนเซ็นเซอร์ภาพหลักเพื่อทำงานเดียวกัน

วิธีการนี้มีข้อดีบางประการ:

• คุณจะไม่พบปัญหาใด ๆ หากเซ็นเซอร์ภาพหลักและเซ็นเซอร์ AF ไม่ตรงแนวเนื่องจากมันเป็นแบบเดียวกัน

• คุณหลีกเลี่ยงความซับซ้อนของมิเรอร์รองและค่าใช้จ่ายของชิป AF เอง

มีข้อเสียคือการใช้เซ็นเซอร์หลัก

ในความคิดเห็นด้านล่างคำตอบที่เชื่อมโยงจะถูกบันทึกไว้ว่าเซ็นเซอร์ AF ต้องการเลนส์เพื่อโฟกัสลำแสงของแสงในตำแหน่งที่เหมาะสมของเซ็นเซอร์เนื่องจากมันมีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์หลัก (ตัวเอียงเป็นสมมติฐานของฉันเอง)

สมมติฐานของคุณไม่ถูกต้องนัก มันไม่ได้เกี่ยวกับการมีเซ็นเซอร์ AF ที่เล็กกว่า แต่จริงๆแล้ว AF "เลนส์" เป็นเลนส์เดียวที่มีรูปทรงคลื่น 'B' เลนส์นี้โฟกัสแสงที่มาจากทั้งสองด้านของเลนส์ไปยังส่วนต่าง ๆ ของเซ็นเซอร์ AF

คุณยังคงต้องใช้เลนส์บางประเภทในการทำงานนี้เมื่อใช้เซ็นเซอร์ภาพหลักและมันจะต้องแกว่งออกไปเมื่อถ่ายภาพพร้อมกับกระจกสะท้อนแสงซึ่งต้องใช้กลไกที่ซับซ้อนภายในกล้อง นี่คือข้อเสียเปรียบหลักด้วยวิธีนี้แม้ว่าจะมีอุปสรรคอื่น ๆ :

• พิกเซลของเซ็นเซอร์ภาพอยู่ด้านหลังอาร์เรย์ฟิลเตอร์สีซึ่งช่วยลดปริมาณแสงที่มาถึงพวกมันได้มากถึงสองในสาม สิ่งนี้อาจลดประสิทธิภาพการทำงานในที่แสงน้อย แต่มันจะช่วยให้คุณทำการจับคู่การวัดเฟสด้วยสีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ผิดพลาดน้อยลง (คุณมีโอกาสน้อยที่จะเข้าใจรายละเอียดชิ้นเดียวจากเบื้องหน้าพร้อมรายละเอียดจากพื้นหลังเช่น . สีสามารถใช้เพื่อช่วยในการติดตาม)

• ขนาดระยะห่างและความไวของพิกเซลจะแตกต่างกันระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองดังนั้นการทำทั้งสองอย่างด้วยเซ็นเซอร์เดียวหมายความว่าต้องมีการประนีประนอม

• เซ็นเซอร์หลักจะต้องเปิดเป็นระยะเวลานานขึ้นทำให้เกิดพลังงานมากขึ้นเพื่อระบายออกจากแบตเตอรี่ ในขณะที่สแตนชี้ให้เห็นว่าชัตเตอร์จะต้องถูกเปิดระหว่างการโฟกัสอัตโนมัติดังนั้นการปิดก่อนที่จะทำการเปิดรับแสงจะทำให้เกิดความล่าช้า

• ในที่สุดการตรวจจับระยะ AF ล่วงหน้าเซ็นเซอร์ภาพดิจิตอลล่วงหน้าเพื่อให้ทุกเทคโนโลยีและเครื่องมือในการดำเนินการ AF โดยใช้เซ็นเซอร์แยกอยู่แล้วและได้รับการพัฒนาอย่างดี

อย่างไรก็ตามผู้ผลิตได้พัฒนาวิธีที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับเฟสตรวจจับ AF ซึ่งจะใช้เซ็นเซอร์หลัก มันได้รับการพัฒนาสำหรับกล้องมิเรอร์เลสที่ไม่มีตัวเลือกของเซ็นเซอร์ AF โดยเฉพาะและใช้วิธีการตรวจจับคอนทราสต์ที่ช้ากว่าเดิมโดยใช้เซ็นเซอร์หลัก

แทนที่จะใช้เลนส์ AF คู่หนึ่งในเส้นทางแสงไปยังแสงโดยตรงจากทั้งสองด้านของเลนส์ไปยังส่วนต่าง ๆ ของเซ็นเซอร์ AF คุณสามารถใช้ microlenses ปกติที่มีครึ่งทางเลือกสลับกันที่มืดมิดเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ที่คล้ายกัน blanked ครึ่งหนึ่งส่วนใหญ่จะได้รับแสงจากด้านขวาของเลนส์และในทางกลับกัน)

สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้วิธีการโฟกัสอัตโนมัติแบบผสมผสานโดยใช้การผสมผสานของเฟส (เพื่อให้ได้โฟกัสที่ใกล้เคียง) และการตรวจจับคอนทราสต์ (เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด)

ความเร็ว

ความเร็วอาจเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เซ็นเซอร์ภาพไม่ได้ถูกใช้สำหรับการโฟกัสในกล้อง DSLR ส่วนใหญ่ AF ได้รับการพัฒนาใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของยุคภาพยนตร์ดังนั้นการใช้ "เซ็นเซอร์" (ภาพยนตร์) สำหรับการโฟกัสไม่ใช่ตัวเลือก ระบบตรวจจับเฟสส่วนใหญ่เป็นแบบ "open loop" ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อความเร็วมากกว่าความแม่นยำ เมื่อไม่นานมานี้ผู้ผลิตกล้องรายใหญ่ได้เริ่มออกแบบระบบเลนส์ / ร่างกายที่ใช้การสื่อสารแบบ "วงปิด" ระหว่างร่างกายและเลนส์ในระหว่างการตรวจจับระยะ AF สิ่งนี้ทำให้ระบบตรวจจับเฟสใกล้เคียงกันและในบางกรณีเท่ากันความแม่นยำของ AF การตรวจจับคอนทราสต์ แม้ว่า AF การตรวจจับคอนทราสต์โดยใช้เซ็นเซอร์หลักกำลังปรับปรุงความเร็วเนื่องจากเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่ต้องใช้รอบ "การเคลื่อนที่และการวัด" หลายครั้งมันยังช้ากว่า แต่โดยทั่วไปแล้วมันก็แม่นยำกว่าอีกด้วย

แม้ว่าอาจจะมีข้อยกเว้นที่หายาก แต่กล้อง DSLR ทุกตัวที่ฉันทราบว่ายังคงใช้บานประตูหน้าต่างแบบกลไก ซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์ภาพหลักครอบคลุมในระหว่างการโฟกัสและการวัดแสง มีรุ่นมิเรอร์เลสสองสามรุ่นเท่านั้นที่มีม่านชัตเตอร์เป็นครั้งที่สองเท่านั้น แต่ในทางเทคนิคแล้วการพูดนั้นไม่ใช่ DSLRs

ในการใช้เซ็นเซอร์หลักสำหรับ AF แบบตรวจจับเฟสจะต้องเปิดชัตเตอร์เพื่อโฟกัสม่านแรกจะปิดก่อนที่จะเปิดอีกครั้งเพื่อแสดงภาพหลังจากที่ม่านที่สองจะปิด แม้เมื่อถ่ายภาพ 8+ เฟรมต่อวินาทีกล้อง DSLR ที่ล้ำหน้าที่สุดจะโฟกัสระหว่างแต่ละช็อต (หากได้รับคำแนะนำจากการตั้งค่าที่ผู้ใช้เลือก) DSLRs ปัจจุบันรีเซ็ตม่านทั้งสองในเวลาเดียวกันในขณะที่รอบกระจกและโฟกัส AF ในการใช้เซ็นเซอร์รับภาพเพื่อโฟกัสม่านแรกจะยังคงเปิดอยู่จนกว่ากระจกจะหล่นลงและกล้องล็อคโฟกัสได้แล้วกล้องที่เหลือจะต้องรอให้ม่านแรกปิดและพลังงานที่ดูดซับไว้ โดยเซ็นเซอร์ระหว่างการล้างโฟกัสก่อนที่ม่านแรกจะเปิดขึ้นอีกครั้งเพื่อเริ่มแสดงภาพ สิ่งนี้จะทำให้กระบวนการโดยรวมช้าลงเมื่อจุด AF ทั้งหมดของการตรวจจับเฟสคือความเร็ว การตรวจจับคอนทราสต์ AF ที่ใช้ระหว่าง Live View ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ภาพหลักเพื่อโฟกัสในทางกลับกันโดยทั่วไปมีความแม่นยำมากกว่า แต่ช้ากว่า

เซ็นเซอร์หลักใน DSLR มีฟังก์ชั่นเดียวและฟังก์ชั่นเดียวเท่านั้นและนั่นคือการบันทึกภาพและทำได้ดีมาก
การประนีประนอมกับสิ่งนั้นโดยการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติมจะทำให้คุณภาพและประสิทธิภาพลดลงดังนั้นทำไมเมื่อมีเซ็นเซอร์เฉพาะที่ดีอย่างสมบูรณ์
นอกจากนี้ DSLR ยังพัฒนามาจากฟิล์ม SLR ซึ่งแน่นอนว่าไม่มีเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นในภาพยนตร์ที่สามารถบิดเบือนในทางที่ผิด

อุปกรณ์พิเศษทำงานได้ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในสิ่งที่พวกเขาทำ

เซ็นเซอร์ออโต้โฟกัสที่ใช้ในกล้อง DSLR นั้นได้รับการปรับแต่งอย่างสูงเพื่อให้สามารถทำการโฟกัสอัตโนมัติได้อย่างรวดเร็วและลงสู่ระดับแสงน้อยมาก

หากคุณใช้เซ็นเซอร์หลักทำการออโต้โฟกัสคุณจะมีสองตัวเลือก:

• ใช้ออโต้โฟกัส Contrast-Detect ซึ่งเป็นระบบระบายพลังงานขนาดใหญ่ แต่จริง ๆ แล้วมีความแม่นยำมากขึ้นที่ Phase-Detect อย่างไรก็ตาม Contrast-Detect ต้องการการเคลื่อนที่ไปมาขององค์ประกอบโฟกัสในขั้นตอนที่ละเอียดมากซึ่งไม่เหมาะสำหรับเลนส์ DSLR รุ่นใหม่
• ติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับเฟสซึ่งเป็นไปได้ แต่มีความแม่นยำน้อยกว่าการใช้เซ็นเซอร์เฉพาะเนื่องจากส่วนการถ่ายภาพของเซ็นเซอร์ จำกัด สิ่งที่คุณสามารถทำได้

ความจริงก็คือกระจกส่องผ่านในบางพื้นที่เท่านั้นและส่วนใหญ่เป็นแสงสะท้อนเต็มที่ทำให้คุณได้รับมุมมองที่สดใส

Sony มีกล้อง SLT ที่มีกระจกกึ่งสะท้อนแสงอย่างแท้จริง (30% / 70%) ซึ่งเป็นวิธีการแก้ปัญหาของพวกเขาเพื่อให้ทั้ง Live-View และ Phase-Detect Autofocus ในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับเฟสอุทิศเพื่อให้มีความเร็วในการโฟกัสอัตโนมัติและหลีกเลี่ยงการเคลื่อนไหวของเลนส์ไปมาซึ่งแย่มากสำหรับวิดีโอ เซ็นเซอร์จะสูญเสียแสงบางส่วนไปถึงมันดังนั้นจึงต้องมีความละเอียดอ่อนมากขึ้นเพื่อสร้าง ISO ที่มีประสิทธิภาพเดียวกันซึ่งเป็นข้อเสียเมื่อมาถึงคุณภาพของภาพ แสงที่สะท้อนขึ้นด้านบนสลัวเกินไปที่จะสร้างช่องมองภาพออพติคอลที่ดีดังนั้นพวกเขาจึงต้องใส่ EVF ให้พอดี

พูดง่ายๆก็คือเหตุผลเดียวกับที่คุณไม่ขับรถกึ่งรถเพื่อไปทำงานในตอนเช้า (เว้นแต่คุณเป็นคนขับรถบรรทุก) เซ็นเซอร์ AF สามารถทำงานได้ดีขึ้นเมื่อไม่ต้องแข่งขันกับเซ็นเซอร์รับภาพสำหรับพื้นที่ผิว เซ็นเซอร์มีความแตกต่างในธรรมชาติและในขณะที่มีการออกแบบบางอย่างที่รวมเซ็นเซอร์ AF เข้ากับเซ็นเซอร์ภาพหมายความว่าพื้นที่ของเซ็นเซอร์ภาพไม่จับแสงที่มองเห็นซึ่งกระทบกับพื้นที่เหล่านั้นเท่าที่จะทำได้

มีเซ็นเซอร์ไฮบริดที่สามารถทำทั้ง AF และการตรวจจับแสงสำหรับภาพ แต่พวกเขามักจะไม่ทำงานเช่นเดียวกับเซ็นเซอร์เฉพาะสำหรับทั้ง อาจไม่มากนัก แต่ก็เพียงพอที่หากคุณพยายามให้ได้ AF ที่ดีที่สุดและประสิทธิภาพของภาพที่ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้เซ็นเซอร์แยกยังคงทำงานได้ดีกว่า

เหตุผลหนึ่งที่เป็นไปได้ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการปรับโฟกัสอัตโนมัติคือเซ็นเซอร์ภาพจะต้องทำการล้างประจุทั้งหมดก่อนที่จะทำการถ่ายภาพ การใช้เซ็นเซอร์รับภาพหลักสำหรับ AF / การจัดองค์ประกอบเช่นเดียวกับกล้อง liveview ทั้งหมด (ส่วนใหญ่เป็นแบบไม่มีกระจก) จำเป็นต้องปิดเซ็นเซอร์และล้างประจุก่อนที่จะถ่ายภาพไม่เช่นนั้นคุณจะมีผีบางส่วนของ ภาพ liveview บนภาพที่ถ่าย

นี่คือหนึ่งในสาเหตุของความล่าช้าชัตเตอร์ในกล้อง liveview เท่านั้น dSLR ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ liveview

และไม่ถ้าคุณใช้เซ็นเซอร์หลักสำหรับ AF คุณไม่จำเป็นต้องมีพา ธ / เลนส์แสงแยกต่างหากสำหรับอาร์เรย์ AF แยกต่างหาก กล้องมิเรอร์เลสนั้นง่ายกว่า dSLRs มากเนื่องจากไม่มีชุดมิเรอร์บ็อกซ์และไม่จำเป็นต้องแยกอาร์เรย์ AF และเซ็นเซอร์รับแสงและพา ธ แบบแสงแยกจากกัน

ในการโพสต์บล็อก "Demise of the dSLR" ของเขาหมิง Thein ประเมินจากประสบการณ์การถอดชิ้นส่วนส่วนตัวของเขาว่ากล้องมิเรอร์เลสนั้นมีชิ้นส่วนน้อยกว่า dSLRs 60-70%