Принцип работы автофокусных датчиков – тема отдельного разговора, который ниже, хотя впервые появившийся в массовых камерах дальномерный автофокус описан мною в разделе дальномерок (дальномерных камер). Позднее был продуман и реализован принцип работы автофокуса уже в зеркальных камерах (зеркалках) и на современном этапе у всех фирм вовсю идёт гонка в увеличении скорости и надёжности автофокусировки выше прежней, поскольку считается, что нет предела этому совершенству, а идеалом является точнейшая фокусировка в кромешной темноте по объектам, движущимся со сверхсветовой скоростью, да ещё и на вас. Ну в таком случае там, действительно, – ещё есть куда бежать сломя голову.

Грубо говоря, работа автофокусного датчика состоит в определении плоскости формирования резкого изображения за линзами объектива в зависимости от расстояния до снимаемого объекта. Теоретически задача может быть решена двумя способами. Либо плоскость с фотоматериалом для создания резкого изображения в камере неподвижна и во время фокусировки изображения объектив подстраивается под эту фиксированную плоскость в зависимости от расстояния до снимаемого объекта, либо, наоборот, объектив неподвижен и уже плоскость с фотоматериалом перемещается в плоскость создаваемого неподвижным объективом резкого изображения в зависимости от расстояния до снимаемого объекта. 

Почему-то фирмы (кроме одной с одной моделью) пошли по первому пути и в плёночные времена это было оправданно (а в цифровые это оправданно лишь частично, и то поначалу, а под конец этому нет и не может быть никакого оправдания). При этом в короткофокусной оптике (примерно до фокусных расстояний 60мм.) мотором камеры (или внутри-объективным мотором) перемещается весь неподвижный линзовый блок объектива, а вот для более длинных фокусных расстояний неподвижный линзовый блок приходится дробить на подвижные оптические и механические части для облегчения фокусировки во всех смыслах этого слова. Скажем для длиннофокусной (свыше 60мм.), но не очень светосильной оптики может перемещаться передний линзовый блок, но когда длиннофокусная оптика становится светосильной и уж тем более сверх-светосильной (с ростом габаритов и веса переднего оптического элемента) – задача автофокусировки решается уже за счёт перемещения более миниатюрных средних или задних оптических элементов.

 Под цели автофокусировки, кстати, некогда придуманные классические схемы с единым неделимым цельным оптическим линзблоком приходится пересчитывать с дроблением на несколько частей, с тем расчётом, чтобы подвижная фокусировочная часть была как можно меньше и легче (для облегчения автофокусировки во всех смыслах этого слова). Но хорошо ли это во всех смыслах этого слова? Вот что писали в проспекте на единственную уникальную ещё плёночную камеру с автофокусировкой плоскостью фотоматериала (Contax AX):

Мой перевод с английского, уж извините:

Определённо можно сказать, что, ну, к примеру, объектив Planar 85mm.|:1,4 не может быть подвергнут изменению в классической оптической схеме с единым цельным линзблоком без ущерба для качества его изображения. Плюс к этому облегчённые материалы (как линзовые (линзблоковые), так и вспомогательные механические (для облегчения автофокусировки)) снижают долговечность и точность работы оптической системы, приводят к компромиссам в допусках на различные критичные (для качества) отклонения и всё это в результате приводит к ухудшению качества изображения оптики. Ничто из этого неприемлемо для Carl Zeiss.

Последнюю короткую фразу я перевёл очень близко не только по духу, но и по букве. Карл Цейс там без кавычек и потомки оставили себе место для отступления прямо в разрез с выраженной ими же самими категоричностью. Может быть для основателя фирмы (без кавычек) это и было неприемлемо, как и для потомков на том этапе, но тогда как объяснить то, что выпущенная тогда первая и единственная автофокусная камера под неавтофокусные объективы затем сменилась целом рядом автофокусных камер, под которые мало того, что радикально изменили свой прежний классический байонет (Contax/Yashica), так ещё и так нахваливаемые непревзойдённые классические объективы (для которых по этому тексту неприемлемы вмешательства в единые цельноблоковые оптические схемы) были пересчитаны под автофокус с дроблением классических оптических конструкций и по сути созданием совершенно других объективов со всеми теми компромиссами, которые для Карла Цейса были неприемлемы? То ли прежние сотрудники, написавшие (либо одобрившие) тот текст, застрелились, то ли их пристрелили (я допускаю и переносные смыслы этих слов). Вышедшие вслед на этой уникальной камерой Contax AX камеры Contax N, N1, ND и т. д. – были совсем другими автофокусными камерами для совсем других уже автофокусных объективов.

Ещё хочу добавить, что после смены фирмой Contax классического байонета под ручную фокусировку на совершенно другой автофокусный байонет – пути некогда тесно сотрудничающих фирм Contax (Германия) и Yashica (Япония) разошлись, перейдя на свои собственные и несовместимые автофокусные байонеты под свою автофокусную оптику, но по одиночке эти фирмы долго не прожили. Когда-то в начале автофокусной эры автофокусные зеркальные камеры (зеркалки) даже на вторичном рынке были очень дороги и например мне не по карману. Но однажды я увидел автофокусную камеру Yashica (без объектива), которая была мне по карману (это было, вроде, в комиссионном отделе знаменитого тогда магазина "Кинолюбитель"). – Почему так дёшево для автофокусной зеркалки? – спросил я у продавца и он мне ответил: – Да потому что к этой камере уже объективов не достанешь.

И это было ещё в разгар автофокусной эры. И у фирмы Contax была аналогичная судьба, хотя возможно она немного дольше продержалась.

Продолжаю перевод вышеначатого английского текста:

Было принято уникальное решение. Инженеры фирмы CONTAX разработали Автоматическую Систему Фокусировки Задней Плоскостью с Фотоматериалом для приспособления автофокусировки под легендарную линейку оптики фирмы Carl Zeiss, без внесения в эту оптику каких-либо изменений. Эта Автоматическая Система Фокусировки Задней Плоскостью с Фотоматериалом работает посредством перемещения плоскости с фотоматериалом вперёд-назад по керамическим рельсам с помощью ультразвукового мотора. Более того - обе системы фокусировки, как ручная, так и автоматическая, прекрасно сосуществуют и дополняют друг друга без ущерба для обоих.

Камера Contax AX дебютирует как самое качественное и бескомпромиссное автофокусное решение для сознательных фотографов, которые на первое место ставят именно качество. Превосходное качество оптики Carl Zeiss при такой системе сохраняется неизменным.

Ну тут да – фирма Contax  – это не совсем Carl Zeiss, хотя всегда были как родные братья, поскольку работали в неразрывной связке и оптика Zeiss шла на камеры Contax. Но как почти сразу после этого "инженеры фирмы Contax" нагнули "Carl Zeiss" на такие некогда неприемлемые компромиссы для оптического качества, чтобы такая "бескомпромиссная" оптическая фирма вскоре после этого начала выпускать уже во всех смыслах сопливую автофокусную оптику под следующие автофокусные камеры фирмы Contax, принцип работы автофокуса которых был уже как у всех (пересчитанными под автофокус конструкциями самих объективов). Ну я же говорю – либо пристрелили тот прежний Carl Zeiss, либо заставили застрелиться (причём не обязательно в прямом смысле этих слов).

На всякий случай оригинал текста и не надо как в знаменитом советском фильме Офицеры: - "Не точно переводит. Странно." Я перевожу лучше, чем они пишут:

Верхняя часть была утеряна, но там писалось про недопустимость вмешательства в конструкционные схемы неавтофокусных объективов вообще, а в имеющейся части это проиллюстрировано примером с конкретным объективом (Planar 85mm./1,4).

Ну а дальше хочу представить вам перевод и иллюстрации конструкционного буклета на эту к сожалению уникальную и неповторимую камеру, которая, возможно, и имела некоторые недостатки по автофокусировке в плёночную эру, но в цифровую эру эти недостатки могли бы быть сведены к самому минимуму для использования по максимуму практически всех выпущенных за всю историю объективов (тип байонета при этом роли не играет – его можно заменить или использовать переходники). А теперь те неавтофокусные практически "вечные" объективы как бы изгои, современные сопливые автофокусные в фаворе (хоть и постоянно заменяемые по причине слома), хотя сейчас не то что фокусировку подвижной матрицей гораздо легче реализовать, чем тогдашнее перемещение плёнки (с двумя плёночными катушками (приёмной и подающей), всем длинным фильмовым каналом), но и вообще сделать твердотельную автофокусировку, ну, например формированием плоскости приёма изображения в каком-нибудь прозрачном протяжённом массиве. Думаю, что физически это уже давно реально осуществимо, но никакой фирме просто не выгодно это производить. Все фирмы и корпорации готовы держать всех на давно прогнивших и протухших реликтах, рудиментах и атавизмах для бытового формата (для всех) и лишь где-то в какой-то эксклюзивной (научной, военной или космической) продукции отдельной строкой за отдельные деньги реализовать что-то действительно передовое в единичных экземплярах, но ни у кого просто не появится вопросов: - а почему это невозможно реализовать для быта и для всех? Ну там же типа все начнут использовать что-то старое, доброе, вечное, а тут же у нас как бы типа прогресс и ничего старого нельзя допустить. Вот и не допустят и в сторону этого вопроса просто ни у кого не шевельнётся извилина (возможно по причине отсутствия хотя бы одной таковой), поскольку для быта и для всех тот юрский период фирмами заморожен (с юрскими же мозгами), а что-то действительно революционное передовое (хоть и в виде хорошо забытого старого) может проклюнуться (если проклюнется) лишь усилиями малых групп энтузиастов или вообще одиночек, которым это очень надо, в незначительных масштабах и дай Бог хоть такое возрождение некогда выдающихся скромных мануфактурных производств (выродившихся в оболванивающие массовые с миллионами "трудящихся дармоедов-электровеников" для точно таких же "потребителей"), а не то вообще все превратятся в причёсанных под одну гребёнку (фирмами да корпорациями) болванчиков (оболваниванию которых позавидует любой самый лютый диктатор) с едиными во всех смыслах мелкими, безликими, бесхарактерными и однообразными устройствами. И вот тогда, так уж и быть, в них напихают всех достижений по полной, только никто ничего про это уже не узнает, да и не захочет узнавать.

А пока ну неужели можно считать прогрессом оставление без изменения механической автофокусировки перемещением внутренних линз объектива (это в твердотельную-то эру?!), когда скоро на каких-нибудь 3D-принтерах можно будет тот старый Contax AX скопировать и воспроизвести, куда можно будет поставить старый гораздо более твердотельный (в сравнении с "современным" автофокусным) объектив, а в фильмовый канал вместо плёнки цифровую матрицу? И, кстати, отдельные цифровые матрицы в виде вкладышей (вместо плёнки) в плёночные камеры уже давно были сделаны и представлены общественности, но только почему-то исключительно на выставках, да и то на первых порах. Ну и где они и куда подевались? А фирмам да корпорациям не выгодно. Какие вкладыши? Сделаем всё по полной от начала и до конца и за всё по полной с вас сдерём, а не возьмёте какой-то там старый фотоаппарат со старым объективом и будете им снимать "на цифру", да ещё с автофокусом, платя только за вкладыш (или какой-нибудь цифровой задник, который сейчас уже можно индивидуально подогнать на любую камеру с помощью всё того же 3D-принтера). Ну чем не терроризм без террористов или чем не отсутствие выбора и альтернатив без тоталитаризма? А может это и есть чего похуже, о чём писали чуть ли не все фантасты в своих антиутопиях? Мы рождены, чтобы сказку сделать былью! Но ведь фильм ужасов – это тоже сказка. Хреновая, но сказка.

    Вот, например, подпружиненный прижимной столик для плёнки в задней крышке (камеры CONTAX AX), который только затрудняет фокусировку плоскостью плёнки, но без него в плёночные времена было никуда, в отличие от цифровых, где даже крышка не нужна.

    Продолжу переводить техническую документацию:

    ПЕРЕДОВОЕ РЕШЕНИЕ - АВТОМАТИЧЕСКАЯ ФОКУСИРОВКА ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ ЗАДНЕЙ ЧАСТЬЮ С ФОТОМАТЕРИАЛОМ.

    Хотя передвижение плоскости плёнки вполне естественно для большого формата (4Х5 и 8Х10), большая точность, более короткая рабочая дистанция и меньший срок службы препятствовали применению данных схем в фотографии на плёнку 35-мм. (Ну тут, конечно, вопрос, где это они видели подобные решения для широкоформатной фотографии?).

    Марка АХ означает, что подобное решение впервые применено в зеркальной фотокамере 35мм. Миниатюризация и максимальная точность в сочетании с технологиями керамических материалов и ультразвуковых моторов позволили создать уникальное автофокусное решение, достойное марки Contax. (Ну потом они это достоинство, видать, потеряли. Трахнули их!).

        Стандартно закреплённая зеркальная часть (имеется в виду пентапризма (пентазеркало) и подъёмное зеркало) и плоскость плёнки перемещается в качестве подвижной части внутри основной камеры АХ. Эта конструкция быстро передвигается вперёд-назад на керамических рельсах для подстройки под плоскость точной фокусировки объекта объективом. Это как бы одна подвижная камера внутри другой неподвижной камеры.

    И вы себе не представляете, насколько сейчас проще, легче и даже дешевле двигать всего то одну цифровую матрицу без всей этой одной подвижной камеры (с длинным фильмовым каналом, двумя плёночными катушками (приёмной и подающей), прижимным столиком) внутри другой. Вот и фирма Contax уже не представляет. Слабо ей? Ну конечно слабо, поскольку это же гораздо легче, проще, но самое страшное, что дешевле, поэтому и слабо. Ну продолжу переводить проспект:

    В видоискателе камеры объект наблюдается, как в любой другой автофокусной камере, поскольку подвижная внутренняя конструкция перемещает в т. ч. и всю визирующую систему в соответствии с указанием автофокусного датчика резкости снимаемого объекта, работающего по принципу ТТL Детектора Фазовой Разницы (ТТL = Through The Lens, т. е. через объектив). Центральный процессор (CPU = Central Processor Unit) получает данные от автофокусных сенсоров и выдаёт команды управления ультразвуковым мотором, который двигает внутренний подвижный блок (с плёнкой, плёночными катушками (приёмной и подающей), фильмовым каналом, пентапризмой (пентазеркалом) и подъёмным зеркалом) вперёд-назад для достижения точной фокусировки на объект съёмки.

    Тут сделаю небольшое отступление. Дело в том, что данная конструкция одного подвижного тела внутри другого неподвижного совершенно не препятствует применению любых самых современных автофокусных систем, гораздо более совершенных, чем были на тот момент выпуска этой камеры (а это было довольно давно). Тут делается акцент лишь на принципиально новой механике автофокусировки (самим фотоматериалом), а датчики (сенсоры) автофокуса при этом могут ставиться самые современные и быстрые. Другое дело, что на то время для не такой быстрой механики автофокусировки, которая предусматривала перемещение кучи компонентов (пентапризмы (пентазеркала) с визиром, подъёмного зеркала, длинного фильмового канала с плёнкой и двумя плёночными катушками (приёмной и подающей)) – скорости работы тех со временем устаревших автофокусных сенсоров (датчиков) вполне хватало и более быстрые работу той плёночной автофокусной механики вряд ли ускорили бы. Но, разумеется, сейчас, при наличии единственной матрицы для регистрации изображения (без длинного фильмового канала с двумя плёночными катушками (приёмной и подающей), прижимного столика) – работа по тому принципу автофокусировки фотоматериалом существенно ускорилась бы и возможно до такой степени, что для ещё большей быстроты и точности можно было бы установить автофокусные датчики (сенсоры) посовременнее и побыстрее.

    Использование двух твёрдых тел, одного внутри другого, - это революционное новшество, которое обеспечивает тихую, очень точную и высокоскоростную автофокусировку.

НЕПРЕВЗОЙДЁННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РУЧНОЙ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ

    Поскольку в системе CONTAX AX (в отличие от других зеркальных автофокусных систем) объективы лишены собственного автофокусного механизма - возникает ситуация уникальной гибкости взаимодействия. Автофокусная система вовлекается в работу по автофокусировке всего лишь по нажатию соотв. переключателя. На любом объективе с ручной фокусировкой вы можете фокусироваться как бы вручную, но при этом если специальной кнопкой будет активирован ещё и автофокус, то он всегда будет готов как бы дофокусироваться на объект за вас до максимальной резкости.

    В случае, если вы хотите полностью положиться на автофокус камеры, то вам следует установить любой объектив на бесконечность. Однако если вы решили заняться макрофотографией, то, наоборот, можно выдвинуть объектив на максимально близкую дистанцию съёмки и камера мало того, что отодвиганием фотоматериала ещё дальше обеспечит вам ещё больший масштаб макро-съёмки, но ещё и задействует для такой съёмки свой автофокусный механизм.

ЭТО ОЗНАЧАЕТ РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МАКРОСЪЁМОК ПРАКТИЧЕСКИ ДЛЯ ВСЕХ ВИДОВ ОПТИКИ

    В отличие от других зеркальных камер (зеркалок) CONTAX, в которых плоскость плёнки жёстко зафиксирована на 45,5 мм. от плоскости байонета - данная камера CONTAX AX умеет варьировать этот параметр в пределах 10 мм. от 45,5 до 55,5 мм., таким образом как бы заменяя собой удлинительное макро-кольцо толщиной 10мм. для макро-съёмок. Камера так же позволяет принудительно зафиксировать плоскость плёнки в крайнем прижатом к задней стенке камеры положении для достижения максимального макро-масштаба даже при макро-съёмке с ручной наводкой на резкость.

    Позволю себе тут ещё одно небольшое отступление. Камера немного толстовата из-за как раз вот этой как бы одной подвижной камеры, сдвигающейся на 10мм. внутри другой неподвижной, хотя есть у меня обычные зеркальные камеры, которые не тоньше (например "Exa" (Exakta) из раздела зеркалок и некоторые другие как любительские, так и профессиональные). Я держал CONTAX AX в руках и скажу, что очень даже неплохо для хорошего обхвата и не так чтобы очень избыточно в толщине. Ну конечно это не для привыкших к гаджетам "всё в одном", толщиною с бритву (вы там не отрежьте себе или вашим соратникам этой "бритвой" нечаянно (или нарочно) чего лишнего, например мозг).

     Когда выше говорилось, что как бы подвижная вторая камера внутри первой неподвижной основной вынуждена перемещать длинный фильмовый канал (с двумя плёночными катушками (приёмной и подающей)), то тут на снимках можно воочию убедиться, насколько мягко это сказано. Тут только в одной подающей шахте (ещё без плёнки) прижимные скобы, контакты для считывания DX-кода плёнки, дальше (направо) продолжение длиннющего фильмового канала (кстати у фирмы CONTAX таковые всегда из железа) с длинным рядом контактов для датирующей крышки. А в приёмной шахте, куда подаётся и наматывается плёнка – да там ещё без плёнки аж два моторных намоточных вала (один мерный, второй принимающий и наматывающий). Понятно, что многочисленные контакты (включая контактные инфраструктуры (например шлейфовые), моторные приводы, вспомогательные скобы – весомо добавляются к и без того не малому весу всего длинного фильмового канала (который к тому же ещё и железный), особенно если туда ещё и катушку с плёнкой установить.

    И понятно, что если по аналогичному принципу устроить автофокусировку цифровой матрицей, то ничего этого не будет и конструкцию внутренней подвижной камеры можно мало того что в разы минимизировать, так ещё и в разы облегчить, что значительно ускорит автофокусировку, особенно если поставить ещё и самые современные автофокусные датчики (сенсоры).

    Конечно остаётся ещё пентапризма, которая тоже перемещается со всей внутренней конструкцией, и CONTAX вроде в те времена брезговал делать вместо цельного довольно тяжёлого (я держал в руках, знаю) прозрачного куска пентапризмы аналогичную по принципу работы, но гораздо более лёгкую пентапризменную склейку из отдельных граней плоских зеркал (так называемое пентазеркало). Тогда вроде как у солидных фирм считалось, что пентазеркала – это несолидно (удел дешёвых марок с дешёвыми решениями), да ещё и по качеству вроде как пентазеркала уступают. Ну во-первых это ещё надо умудриться разглядеть данную уступку, особенно на современном этапе, когда пентазеркала научились почти не уступать (гораздо сильнее могут портить картинку совсем другие факторы), а во вторых при наличии автофокуса (особенно быстрого и точного) уж тем более нивелируется возможная незначительная разница в качестве изображения между пентазеркалом и пентапризмой, поскольку уже не нужна какая-то особо сумасшедшая чёткость, когда-то во времена ручной фокусировки возможно и желанная для облегчения наводки на резкость вручную и на глаз (чтобы глаза не перенапрягать), да и то раньше, например, картинка в видоискателе была хуже из-за не таких совершенных на тот момент очень зернистых или грубых матовых стёкол. И ничего – прекрасно наводились даже по таким далёким от совершенства матовым стёклам вручную и на глаз (в те времена занятие фото не способствовало слепоте, а вот насчёт нынешних не уверен). В некотором роде позже даже хуже стало, поскольку очень часто хорошее современное мелкозернистое матовое стекло урезали и урезают до самых малых площадей (остальное место съедают всякие разные порой избыточные датчики, индикаторы, табло, выскакивающие вспышки (со всей сопутствующей инфраструктурой) и стремление к общей миниатюризации), поэтому-то много где если картинка потенциально и хороша, то бывает мелка настолько, что иной раз взглянувшие в видоискатели старых зеркальных камер люди просто поражаются большой и близкой картинке (как на первом ряду широкоэкранного кинотеатра), в отличие от порой мелкой и какой-то очень далёкой в видоискателях современных камер (как на последнем ряду большого кинотеатра маленький телевизор смотреть, пусть и очень хорошего качества).

    Другой важный момент связан с перемещением внутренней камеры всего на 10мм. Можно линейкой замерить на любом объективе с ручной фокусировкой – достаточно ли этого для отработки таким автофокусом всей его рабочей дистанции от минимальной до бесконечности. Для этого надо сделать засечки (можно карандашом) через грань фокусировочной муфты на теле объектива в одном крайнем положении муфты (например на бесконечности) и при другом крайнем положении муфты (на самой минимальной для данного объектива дистанции фокусировки). Для большинства имеющихся у меня объективов ширина зоны вжатия-выдвижения от минимума дистанции съёмки до бесконечности укладывается в 10мм. (особенно это касается не слишком длиннофокусной оптики), но некоторые особенно длиннофокусные объективы (скажем от 400мм. и мощнее) требуют увеличения этого диапазона до 15мм. (ну 20мм. вообще будет с запасом и перекроет возможности любой оптики, кроме, возможно, специальной макросъёмочной, но там удлинённый ход требуется только на очень коротких дистанциях).

    Можно ли увеличить такой диапазон? Думаю, что уже тогда было можно, просто тогдашняя плёночная конструкция заставила инженеров умерить пыл до 10мм., потому что камера ещё бы подраздулась в ширине и возможно это был бы перебор как по размерам, так и по сопутствующим конструкторским и инженерным решениям. Причём камера раздулась бы в ширину по всей своей длине и высоте, ибо перемещать тогда надо было весь длинный фильмовый канал аж с двумя плёночными катушками (приёмной и подающей) и чуть выше я описал, чем это ещё сопутствующим в плёночную эру было нагружено. Ну а теперь в цифровые времена одна матрица и какие там длинные фильмовые каналы, катушки и сопутствующая плёнке инфраструктура продвижения и обслуживания? Можно ограничиться небольшой по объёму выступающей бобышкой в задней части камеры (только чтобы туда матрица проходила) и пусть эта бобышка выступает хоть на 20мм., хоть на 30мм., да хоть на все 50мм. (и тут уж точно вся макро-оптика будет фокусироваться во всём диапазоне) – в небольшой задней части это никого сильно не напряжёт. Посмотрите хотя бы как выглядят гораздо большие бобышки чуть ли не во всю площадь задних крышек даже любительских камер Olympus серии IS ещё плёночной эры (особенно хорошо выпирают такие на самых мощных камерах этой серии, типа Olympus IS-200 с параметрами оптики 35-180мм.). (В разделе "мыльниц" если я ещё не выложил все имеющиеся у меня такие камеры разных серий, то выложу). Там на эти бобышки "повешены" ЖК-дисплеи, которые отображают режимы съёмки, выдают различную другую полезную и вспомогательную информацию, впечатывают данные (например датирующие), имеют разные опционные и управляющие кнопки. И ничего – очень уважал тогда народ эти камеры одновременно и за крутизну (мощную светосильную качественную оптику и конструкцию зеркального типа (как у серьёзных зеркальных камер)), и за одновременную простоту использования даже неискушёнными любителями, которые, правда, хотя бы понимали, ради каких преимуществ камеры Olympus серии IS по размерам превышают тогдашние самые массовые и дешёвые более компактные. Ну а в серьёзных зеркальных камерах тоже практиковались всякие дополнительные датирующие крышки и уж тамошние выпирающие из них  чуть ли не по всей площади бобышки с кнопками, дисплеями и пр., с местами ещё и под батарейки – ну уж никак не меньше 10мм. по толщине были, а в ширину и высоту там несколько кадров (матриц) может поместиться.

    Ну а дальше в проспекте на CONTAX AX уже менее интересно, поскольку по управлению, режимам и опциям там почти всё как и у других навороченных автофокусных зеркальных камер. Касаемо именно своей единственной и уникальной системы автофокусировки плоскостью фотоматериала (плёнкой) там можно ещё совсем чуть-чуть добрать дополнительной информации:

      Ну тут эту мелочь даже допереваживать не хочется. Если что, а так зачем – малоинтересно.  

    Интереснее дальше поговорить о принципах работы автофокусных датчиков (сенсоров), которые и определяют местоположение плоскости формирования самого резкого изображения снимаемого объекта и дают сигнал камере подстроиться под это местоположение либо своим автофокусным объективом, либо как в вышеописанном случае плоскостью фотоматериала (хотя этот второй случай в истории единственный, неповторимый и уникальный – Хайль... кто там у них на тот момент быль: - Гельмут Коль, вроде).

    Автофокусные датчики (сенсоры) у камеры CONTAX AX расположены там же (под поворотным зеркалом) и работают так же, как и датчики других автофокусных камер (с автофокусировкой перемещающимися линзами самих объективов), поэтому я и писал выше, что ничто не препятствует при такой механике фокусировки (плоскостью фотоматериала) установке любых самых современных датчиков (сенсоров) автофокуса взамен устаревших. Автофокусные датчики лишь выдают электронные сигналы, пропорциональные степени расфокусировки изображения, получаемого от объектива на приёмный фотоматериал, а уж дальше дело второе, как камера распорядится этими сигналами – будет она по этим сигналам настраивать на точный фокус сам объектив (через отвёртку автофокуса или электронным управлением мотором самого объектива), подстраивать плоскость фотоматериала (как в данной камере CONTAX AX) или даже как в придуманной мною твердотельной автофокусной системе будущего – формировать приёмную плоскость резкого изображения в прозрачном протяжённом твердотельном массиве.

    Для подробного рассмотрения принципа работы автофокуса в зеркальных камерах – обратимся к книге М. Я. Шульмана "Фотоаппараты". Оттуда же я взял описание работы системы автофокусировки для фотоаппаратов незеркального типа (см. раздел "Дальномерки"):

    Специально для однообъективных зеркальных фотоаппаратов в 1980 г. была разработана система автоматической фокусировки "TCL" фирмы Honeywell. (От себя тут добавлю, что эта преимущественно военная фирма работала в тесной связке с фирмой Asahi Pentax (разработав с ней первую в мире автофокусную "зеркалку" Pentax ME-F) и на многих изделиях под маркой Pentax шла ещё дополнительная надпись Honeywell"). Фирма назвала свою систему Solid State Triangulation (SST), т. е. триангуляция (измерение параллактического угла) с помощью твердотельных приёмников. Сокращение TCL означает Through Camera Lens (измерение через объектив камеры), т. е. система предназначена для однообъективных зеркальных фотоаппаратов.

      В разработанной автофокусной системе использован с некоторыми изменениями принцип нулевого контраста, предложенный ранее для автофокусировки автором этой книги и запатентованный в нашей стране и за рубежом (только в нашей стране это никогда и нигде не было реализовано).

    По принципу нулевого контраста вблизи плоскости изображения, которое строит фокусируемый объект, располагается не блок фотоприёмников (как в других автофокусировочных системах, например дальномерных (см. раздел "Дальномерки"), а второй, дополнительный объектив, значительно более короткофокусный, чем фокусирующий. Блок фотоприёмников находится вблизи заднего фокуса второго объектива (точнее в плоскости выходного зрачка этой оптической системы, состоящей из двух объективов).

    Такая система обладает следующими свойствами: - в положении, когда фокусирующий объектив, перемещаясь вдоль своей оптической оси, создаёт изображение в плоскости второго вспомогательного объектива, плоскость блока фотоприёмников освещена наиболее равномерно. В этом положении в плоскости блока фотоприёмников не видна граница между объектом и фоном, на которую наведено всё устройство (объект изображается с нулевым контрастом). Поэтому, если два одинаковых фотоприёмника (3 и 4 на рис. а)) расположить по обе стороны от оптической оси устройства, то они дадут равные электрические сигналы, что и определит положение точной фокусировки на объект.

    При расфокусировке такой системы, когда плоскость изображения, созданного первым объективом, не совпадает точно со вторым объективом, равномерность освещения в плоскости блока фотоприёмников нарушается. При значительных расфокусировках можно даже видеть в плоскости блока фотоприёмников изображение объекта и фона, причём видно прямое или обратное изображение в зависимости от того, располагается плоскость изображения, созданного первым объективом, между двумя объективами или дальше второго объектива (откуда автоматическая система "понимает" недофокусировку надо компенсировать (фокусировать дальше) или перефокусировку (фокусировать ближе)).

    Система автофокусировки "Honeywell TCL" содержит в плоскости изображения два линзовых растра, вытянутых в виде полосок вдоль границы между изображениями фокусируемого объекта и фона (рис. б)). Каждая из 24 линз верхнего и нижнего ряда (диаметр линзы 0,2 мм.) эквивалентна второму объективу 2 (рис. а)), за каждой линзой располагается по два фотоприёмника. Верхний ряд пар элементов используется для точной фокусировки сменных объективов с относительным отверстием 1:2,8 или ещё более светосильных. В нижнем ряду два элемента каждой пары расположены ближе друг к другу, чем в верхнем, поэтому нижний ряд используется для фокусировки менее светосильных объективов (с относительным отверстием от 1:3,5 до 1:5,6). Объясняется это тем, что при уменьшении относительного отверстия фокусируемого объектива уменьшается и диаметр освещённого кружка в плоскости блока фотоприёмников (как это показано на рис а)).

    Первый однообъективный зеркальный фотоаппарат с системой автофокусировки, находящейся в корпусе аппарата, появился в 1981 г. Это фотоаппарат Pentax ME-F японской фирмы "Asahi", схема устройства которого представлена на рис. ниже:

    Часть светового потока (35%), прошедшего через фокусирующий объектив зеркального фотоаппарата, направляется системой из двух плоских зеркал - полупрозрачного и отражающего - на фотоэлектрический блок. В этом блоке два изображения границы фокусируемого объекта с фоном проецируются на две линейки фотодиодов, т. е. на два составных фотоприёмника, разнесённые на некоторое расстояние вдоль оптической оси объектива. Каждое изображение границы попадает на несколько фотодиодов линейки и чем она резче, т. е. чем круче переход от освещённости объекта к освещённости фона, тем больше получается окончательный сигнал, формируемый блоком. Форма сигнала показана на рис. б). Наибольший сигнал каждая линейка фотодиодов даёт в том положении, когда изображение сфокусировано точно в её плоскости. Сигналы от соответственных фотодиодов обеих линеек постоянно сравниваются, и объектив по команде фотоэлектрического блока подводится электродвигателем к положению, когда эти сигналы равны (плоскость изображения С, рис. б)).

    У фотоаппарата Pentax ME-F с помощью электродвигателя перемещается штатный объектив, имеющий относительное отверстие 1:2,8 и переменное фокусное расстояние 35-70мм. (подробнее об этой камере и объективе в разделе "Зеркалок").  Для объективов с ручной фокусировкой доступно лишь подтверждение фокусировки (точности наводки на резкость).

    Хотя автоматическая фокусировка применяется в современных аппаратах массового выпуска, используемые системы имеют существенные недостатки. Ультразвуковой локатор не годится для фокусировки на предметы через прозрачные поверхности (стёкла, стеклопластики, витрины и т. п.), поскольку ультразвук отражается от таких поверхностей, как и от любых других. Инфракрасный локатор может ошибаться при наводке на нагретые предметы, например печи или костры, а так же на сильно поглощающие излучение (что-то чёрного цвета). Точность фокусировки по принципу нулевого контраста в автофокусных зеркальных камерах снижается, если расстояние до объекта близко к расстоянию до прилегающего участка фона. Ситуацию может улучшить применение мозаичных ПЗС-приёмников со всё большим количеством элементов вкупе с улучшением работы анализирующих и усилительных электронных систем.

    Ну а теперь рассмотрим более модерновые системы автофокусировки, но воспользуемся для этого более современным источником: - журналом "Фототехника".

    Сперва там так же рассматривается аналогичная описанной выше автофокусная система датчиков (сенсоров), но применённая несколько позже в автофокусной камере Nikon F801.

    В зеркальных камерах первоначально также использовалась система сравнения двух изображений, которые образованы лучами, идущими через разные участки объектива. В вышеприведённых схемах на разные фотоприёмники попадают световые пучки, прошедшие через противоположные краевые зоны объектива. Если плоскость изображения не совпадает с плоскостью точной фокусировки, то центральная точка объекта, расположенная на оптической оси объектива (т. е. в центре), будет спроецирована вспомогательными объективами на разные (не совпадающие по положению) элементы сенсора. Это будет зафиксировано схемой сравнения и потребуется перемещение объектива для совмещения плоскости изображения с плоскостью фокусировки. При совпадении этих плоскостей объект, размещённый в центре изображения, отображается на средних элементах сенсоров, расположенных одинаково. Схема сравнения вырабатывает сигнал перемещения объектива, приводящий к правильной фокусировке.

    Описанная схема может быть доработана путём размещения перед элементами фотоприёмников фигурных масок, которые срезают часть изображений. При наводке на резкость фокальная плоскость объектива может оказаться перед или за маской. Соответствующие изображения пятна на поверхности приёмника показана на рисунке. Центральное изображение соответствует правильно сфокусированному объективу. Левое и правое изображение - объектив ещё не дошёл до нужного расстояния или перешёл нужное расстояние, соответственно. Когда изображение пятна сфокусировано резко, оно разделяется маской пополам, и выходные сигналы приёмников равны. Когда изображение нерезко, уровень сигнала от одного приёмника больше или меньше, чем от другого. После чего схема сравнения выдаёт сигнал точной фокусировки.

    Но такая система имеет почти все те же болезни и недостатки, что и дальномерные автофокусы. Поэтому был предложен другой метод наведения объектива на резкость.

    Известно, что контраст и разрешение деталей будет максимальным, когда изображение сфокусировано. На принципе измерения контраста всей снимаемой картинки или только сюжетно важной части основаны следующие системы пассивной автофокусировки.

    В основе данной системы лежит простое измерение интенсивности света для близко расположенных участков изображения. Для этого в плоскость изображения помещают многоэлементный сенсор ПЗС (Пластина с Зарядовой Связью), определяющий освещённость соседних участков изображения. Для этого в автофокусировочной системе имеется две линейки фотоприёмников, расположенных на разных расстояниях от объектива. Сигналы от линейки поступают на схемы сравнения, которые анализируют разность сигналов от каждой пары соседних элементов линейки. Фактически сравнение идёт на уровне фаз сигналов, поэтому вторым названием системы является "фазодетекторная автофокусировочная система".

    Изображение границы объекта и фона попадает на сенсоры и чем она резче, тем больше приращение сигнала при переходе к соседнему элементу линийки. Разностные сигналы суммируются, и чем больше сумма, тем точнее фокусировка. Полная схема данной автофокусной системы приведена ниже:

    Данная система с небольшой доработкой успешно применялась в камере Nikon F90X с фокусировочным модулем CAM246. Доработка конструкторов фирмы НИКОН заключалась в использовании маски и перекрёстно размещённых сенсоров ПЗС:

    Ещё одной системой, работающей с контрастом изображения, является автофокусировка по методу "нулевого контраста". Система работает по объекту, находящемуся в центре зоны автофокуса. Согласно принципу "нулевого контраста" наибольшему контрасту в плоскости изображения соответствует наименьший (в идеале равный нулю) контраст в области фотоприёмника. Во время фокусировки граница объекта должна проходить около центра области фокусировки примерно по диагонали. Оптическая система состоит из двух объективов: основного (фокусировочного) и вспомогательного. Вспомогательный имеет очень малое фокусное расстояние по сравнению с объективом, стоящим на камере.

    Кроме этого, вспомогательный объектив по-разному ограничивает световые пучки в зависимости от наличия или отсутствия расфокусировки. Светочувствительный сенсор, выдающий сигналы, позволяющие установить объектив в требуемое положение, размещают вблизи заднего фокуса второго объектива. В положении, когда основной фокусировочный объектив создаёт изображение предмета на вспомогательном объективе, сенсор освещается равномерно. В этом положении граница между объектом и фоном не видна. Стоит только расфокусировать основной объектив, как равномерность нарушается. Чем больше расфокусировка, тем отчётливее заметна граница между объектом и фоном в области сенсора. При этом возможно, что часть лучей срезается оправой вспомогательного объектива и неравномерность ещё больше увеличивается.

    Конструктивно система построена по принципу "нулевого контраста" и содержит в плоскости изображения два линзовых растра, вытянутых в виде полосок перед приёмниками. За каждой линзой имеется по 2 или более приёмника на ПЗС. Верхняя линейка используется для точной фокусировки со сменной оптикой со светосилой не хуже 2,8, а нижний ряд используется для фокусировки объективов с худшей светосилой.

    В камере Canon EOS 3 можно говорить о создании впервые в мире автофокусировочного поля, так как 45 зон фокусировки, общей площадью 23% от площади видоискателя, практически непрерывно следят за снимаемым объектом. Такая система автофокусировки потребовала создания новой схемы.

    Конструкция новой оптической схемы основана на удлинении траектории луча. Пройдя через зеркало быстрого возврата (поворотное зеркало), световой поток преломляется затем вспомогательным зеркалом, находящимся позади основного. Световой поток потом ещё два раза преломляется двумя полностью отражающими зеркалами перед тем, как достигнуть сенсора автофокуса. Таким образом создаётся длинная траектория, напоминающая букву Z.

    Более длинная световая траектория предотвращает периферийное искажение изображения. Вспомогательное зеркало имеет специфическую вогнутую форму и работает ещё как полевая линза. Работа полевой линзы основана на геометрическом принципе, что любой луч света, пересекающий фокальную точку (фокус), пересечёт и другую фокальную точку после преломления криволинейной поверхностью.

    В камере Canon EOS 3 у одной фокальной плоскости расположена диафрагма системы автофокусировки, а в другом фокусе располагается зрачок фотографа. Оптическая схема формирования вторичного изображения, применённая в конструкции, напоминает аналогичную в камере Nikon F90X и работает таким образом, чтобы световой поток не имел световых потерь из-за виньетирования.

    Однако многозонные автофокусировочные системы появились довольно давно. Внизу приведены схемы расположения сенсоров всех многозонных фокусировочных систем (на момент выхода статьи):

    1. Вся зона фокусировки состоит из одного сенсора. Такая схема использовалась в камере Minolta Dynax 7000.

    2. Три сенсора. Н-образная схема используется в камерах Pentax 645, Pentax MZ, Mamiya 645AF.

    3. Четыре линейных сенсора. Использовались в Minolta 9xi, Minolta Dynax 700si.

    4. Усовершенствованная Н-образная схема. Центральный сенсор крестообразный. Например у камер Minolta Dynax 9, Canon EOS 500N.

    5.Одиночный центральный крестообразный сенсор, например у Sigma SA-5.

    6. Пять сенсоров автофокуса, центральный из которых крестовой. Например в камерах Canon EOS-1N, Canon EOS-5.

    7. Удлинённый в горизонтальной плоскости крестообразный центральный сенсор. Например в Nikon F90Х, Nikon F70.

    8. Три горизонтально расположенных крестовых сенсора и два линейных в верхней и нижней части кадра. Например у Nikon F5, Nikon F100.

    9. Сорок пять точек автофокуса. Например Canon EOS 3.

    10. Семь сенсоров, центральный крестообразный. Например у Canon EOS 300.

    На современных серьёзных камерах зона фокусировки подсвечивается.

    Преимущества пассивной системы фокусировки:

    Может работать через объектив с любым фокусным расстоянием и насадками.

    Недостатки:

    Хуже работает с несветосильной оптикой со светосилами, хуже 1:5,6, а так же при плохом свете и низкоконтрастных объектах. Иногда при плохом свете требуется дополнительная "подсветка" пассивными системами, например ИК лучом (инфракрасным).

    Недостатки, связанные с точностью и быстротой, вызваны недостаточной плотностью сенсоров на 1мм. и несовершенными алгоритмами обработки информации от приёмников. Иногда центральный процессор камеры должен просто догадываться о том, в какую сторону ему перемещать объектив ("рыскать").

    В 1995 году плотность ПЗС достигала 27 точек (пикселей) на 1мм. Этот показатель на данный момент достиг 50 точек на 1мм. При этом инженеры говорят, что это предел, и дальнейшее увеличение плотности практически невозможно. Однако те же инженеры проблему точности автофокуса называют одной из самых главных задач на ближайшее будущее. Таким образом, видимо в будущем, развитие пойдёт по пути усовершенствования программного обеспечения автофокусировочных систем.

    Начали с революционной автофокусной камеры Contax AX с зачем-то "зарубленной" перспективой фокусироваться уже цифровой матрицей - можно закончить ещё одной революционной камерой, с которой пошло резьбовое соединение М42. Это послевоенная модель социалистической части Германии (ГДР), поскольку капиталистическая (ФРГ) пошла по пути байонетов (например байонетов фирмы Exakta, потом Rollei/Voightlander-Zeiss, потом Contax/Yashica). А вот японские фирмы тоже сперва и надолго пошли по пути резьбовых креплений как камер, так и объективов, и лишь немногие фирмы сразу начали с байонетов (вроде бы Nikon), но до автофокусной эры байонет лишь чуть быстрее крепился и других преимуществ не было (не нужно было точно позиционировать отвёртку автофокуса напротив гнезда автофокуса), а изготавливать байонеты было сложнее и дороже, да были они более ломкими/капризными.

    В Японии пионером и родоначальником использования резьбы М42 считается фирма Asahi (Pentax, Takumar), хотя говорят, что она подсмотрела это крепление у какой-то малоизвестной не японской фирмы/модели. Но вряд ли после войны (после 1945-го года) сильно потерявшие и оккупированные США японцы были на многое способны сами, тем более что и до войны они были мало на что способны (их товары были откровенно плохими и некачественными, к тому же мало- и низко-технологичными).

    А вот когда единую Германию поделили на российскую (ГДР) и союзническую (ФРГ) зоны ответственности, то эти зоны даже "перетягивали одеяло на себя" - какая из Германий после войны на большее будет способна, поскольку до войны общая Германия, в отличие от Японии, была способна на многое, если не на всё (и все пытались ей подражать, если хотели каких-то достижений в технике). И наши во время оккупации Германии хапнули по максимуму старых разработок, готовых изделий и даже оборудования и помещений (+ "колыбель" Карла Цейса находилась в городе Йена на нашей стороне). Вот наша часть Германии и представила раньше всех резьбовое крепление М42 на этой и ей подобных камерах (Praktica, Praktina, Pentacon и др.) и вот это японцы могли подсмотреть, да и наши пошли по такому же пути всеобщих резьб (сперва М39, а потом и М42). Капиталистическая Германия (ФРГ) возможно в пику и наперекор - сразу решила пойти по пути байонетов, хотя долгое время комплектовала свои камеры объективами нашей социалистической части Германии (хвостовик доделать/переделать под те примитивные байонеты было не сложно). Поскольку мы после войны отхватили у Германии по максимуму оптического производства для своей социалистической части (ГДР), оставив другим меньшую часть, то та часть Германии (ФРГ) до навёрстывания ими отставания ещё лет 10-20 пользовалась более масштабными достижениями социалистического соседа. В основном это был гораздо более многочисленный парк оптики (особенно длиннофокусной). Камерами нашей части Германии (ГДР), а так же советскими, западные немцы ФРГ тоже не брезговали и мой отец, поскольку тогда служил после войны в нашей части Германии (в середине 1950-х), то рассказывал, как наши солдаты и офицеры даже советские камеры продавали разным немцам, нередко превращая это в "бизнес" (тогда ещё не было разделения в виде Берлинской стены), поскольку свои немецкие камеры, что были не хуже и даже лучше - стоили гораздо больших денег, а наши точные копии (клоны) их камер пусть и не были столь же хороши во всех подробностях (возможно менее точны и надёжны), но внешне и по функционалу почти такие же, да и более дешёвая доступная цена играла решающую роль.

    Потом те немцы (прежде всего капиталистические немцы ФРГ) наверстали упущенное, конечно, но далеко не сразу, а резьбовое крепление (М39, М42) до сих пор самое актуальное, поскольку может быть установлено на любую камеру через переходники, пусть и с некоторым урезанием удобств по функционалу. И ещё позднее наша социалистическая часть Германии (ГДР) отказалась от названия Contax, поскольку и там и там были Контаксы и ГДР решила первой проявить фантазию и переименовала все Контаксы в Практики, поэтому эта камера редка и ценна ещё и по этой причине.