单反相机自动对焦系统简史

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1、进入数码时代之后，所有的数码单反相机都有自动对焦功能。用久了习以为常就会觉得这是一项必备功能，于是对自动对焦怎么来的课题就不再深究。事实上，今天的数码单反相机自动对焦系统年纪并不大，从第一台成功打开自动对焦单反市场的美能达Maxxum7000起（1985年）也不过25年。这25年中自动对焦技术年年进步。目前的数码单反即使是入门级机身，也有多个对焦点及支持拍摄移动物体的各种功能。这在十多年前是高级机身的专利，二十多年前多半是幻想，和最早的Maxxum7000相比更快速且准确。所以，这是一篇多少有些怀古的文章，大略介绍从最早自动对焦单反相机到独树一帜的康泰时A

2、X（1996年）之间的演变，剩下来的就是大家耳熟能详的发展了。早期自动对焦原型机和量产机自动对焦的研究起源甚早，譬如尼康在1971年的PhotoExpo（美国芝加哥市）展出了装在F2机身上的自动对焦镜头AFNikkor85mmf/4.2（见下图），徕卡也在1976年Photokina上展出了带自动对焦系统的Correfot原型机、又在1978年Photokina上展出了功能齐全的相机，不过这些机型都没有正式量产上市。第一台正式量产上市的自动对焦相机是柯尼卡C35AF（1977年，下左图），这是使用霍尼韦尔的Visitronic自动对焦系统的简单（俗称傻瓜）

3、相机。第一台有自动对焦功能的单反相机是宝丽莱在1978年推出的SX-70SonarOneStep（下右图）。它使用装在机顶的声纳（sonar）透过超音波测量对焦距离进行自动对焦。第一批自动对焦单反镜头第一波有自动对焦能力的单反镜头在1981年前后出现，它们是佳能FD35-70mmf/4AF和启能AF50mmf/1.7（后来又加上了AF35-70mmf/3.3-4.5）；下左照片是佳能AL-1机身配FD35-70mmf/4AF，下右是启能CE-4s机身加上AF50mmf/1.7。佳能和启能这两个自动对焦镜头前方都有两个小窗。启能镜头使用红外线，一个小窗后面有

4、旋转的红外线发射器，另一个小窗内有接收器（见下图）。自动对焦时，会旋转的红外线发射器不断发出红外线、对焦马达驱动镜头移动，当接收器收到从被摄体反射回来最强的讯号时就停止对焦马达，从发射的角度和两个小窗之间的距离可以算出对焦距离。佳能的系统比较复杂，不用红外线也没有移动的部份。镜头上两个小窗后面各有一片反光镜，两片反光镜之间是一个反光棱镜，它后面是一个CCD数组（见下图）。被摄体经过两个棱镜反射到反光棱镜、再投射到CCD上产生两个像，如果这两个像相同就表示对焦正确。在对焦时，镜头内的对焦马达驱动镜头，比较投射在CCD上的两个像，直到对焦完成为止，从两个像之间

5、的距离就可以算出对焦距离。佳能和启能这两个镜头与机身完全没有通信，用户把相机取景器中央的对焦点对准被摄体，再按住镜头上的对焦键进行对焦，成功后会发出提示音或亮灯（取景器中可见），然后按下快门拍摄。因为镜头和机身没有通信，佳能的镜头可以在使用FD接环的机身上自动对焦；同理，启能的镜头可以在使用宾得K接环的机身上对焦。另外，对焦马达都在镜头内，需要安装电池，所以镜头都很大且重，对焦速度相当慢、失误率颇高。更重要的是，两者都不是用镜头拍到的影像对焦，所以常会对错对象，而且近距离时有平行视差。启能镜头由于使用红外线，很容易受被摄体和相机之间的物体（譬如玻璃）干扰导

6、致对焦失误，然而它却可以在全黑的环境中对焦。这两个最早期的自动对焦镜头上市时间很短，因为接下来自动对焦系统的发展异常迅速，它们才上市就几乎已经落伍了。 近代TTL自动对焦的雏型下一个自动对焦的里程碑是在1982年上市的宾得ME-F，匹配的镜头是宾得AF35-70mmf/2.8，这是近代单反相机自动对焦系统的雏型。在1983年又有两台新机：奥林巴斯OM-F（也叫做OM-30）和尼康F3AF，前者配了ZuikoAutoZoom35-70mmf/4AF镜头，后者则有AF80mmf/2.8和AF200mmf/3.5EDIF镜头。最后，佳能也在1985年推出T-80

7、，它使用FD接环而且配了三个镜头AC50mmf/1.8、AC35-70mmf/3.5-4.5和AC75-200f/4.5，但是这些镜头和1987年推出的EOS机身并不兼容。这些机型都用TTL（ThroughTheLens、通过镜头）自动对焦方式。下左图是宾得ME-F的反光镜，将其略微掀起露出后方副镜，下右图是从机背方向看反光镜室底部，它有一个小长方框、下方是自动对焦模块。反光镜中央部位、副镜的前方是半透明的，这个部位对应着取景器中唯一的对焦点。自动对焦时，从镜头来的影像有一部份穿过反光镜到达后方的副镜，再被副镜反射到反光镜室底部的自动对焦模块，从而驱动在镜

8、头中的马达对焦，所以宾得ME-F是第一台TTL自动对焦相机。TTL