Perché Canon e Nikon limitano o disabilitano l'autofocus oltre determinati numeri f?

Una cosa che ho notato con la fotocamera DSLR Canon è che disabiliteranno o limiteranno l'autofocus quando l'apertura massima dell'obiettivo è più stretta di determinati valori, che sono specificati nella mia risposta a Quali aperture sono necessarie per abilitare l'autofocus, incluso il tipo a croce o messa a fuoco ad alta precisione, su fotocamere DSLR Canon? Si noti che le fotocamere Nikon sono in genere limitate a f / 5.6, ad eccezione dei modelli che presentano l'ultima revisione del sistema AF Multi-CAM 3500 come nelle D4 e D800.

Per quanto ne so, Olympus e Pentax non hanno queste limitazioni, anche se l'autofocus può essere lento o inaffidabile oltre f / 5.6. (Sony / Minolta richiede almeno f / 6.3, con un'eccezione per un obiettivo con autofocus da 500 mm f / 8 e Alpha 850 e 900 hanno un punto AF centrale con alta precisione a f / 2.8.) Ad esempio, su Pentax, 9 degli 11 punti sono a croce e rimangono tali a tutte le aperture. È stato riferito che il sistema Pentax AF funziona a f / 8 e oltre, anche se estremamente lentamente. Le fotocamere Olympus Four Thirds continueranno a tentare di mettere a fuoco anche al di sotto di f / 5.6. Perché Canon e Nikon scelgono di limitare la funzionalità AF invece di tentare di mettere a fuoco con prestazioni ridotte oltre i limiti sopra indicati?

I sistemi di messa a fuoco automatica non sono in grado di utilizzare i punti di messa a fuoco a croce con la massima precisione se non si utilizza un obiettivo con apertura grande. Non stanno limitando artificialmente la precisione, stanno semplicemente lavorando entro i limiti dell'apertura massima.

Canon pone questi limiti per garantire AF affidabile . Se non credi a questa teoria, aggiungi un pezzo di nastro tra il tuo teleconvertitore e l'obiettivo, sui tre pin in alto a sinistra. Ciò indurrà il tuo corpo a pensare che non hai un teleconvertitore collegato e che il tuo obiettivo è semplicemente un 300 / 4.0 o qualunque cosa tu abbia.

Inoltre, solo le fotocamere Canon della serie 1 sono in grado di AF con obiettivo af / 8, anche se solo al punto centrale. Di solito questa configurazione deriva dalla combinazione di un obiettivo lungo con un extender. (Nota: più recentemente la Canon 5D Mark III, 7D con firmware v.2.0 o successive e 7D Mark II possono AF con il punto centrale fino a f / 8. Canon 5D Mark IV e 1D X Mark II possono AF con più Punti AF con obiettivo f / 8. La Canon 1D X richiede successivamente un firmware per AF un obiettivo f / 8 con il punto centrale. Come originariamente spedito, sarebbe solo AF con obiettivi f / 5.6 e più ampi.)

Questo si riduce davvero a un problema di esperienza dell'utente . Certo, potrebbero includere ISO 204800 o 409600, ma la qualità non renderebbe felice nessuno. Stanno cercando di mantenere la maggior parte degli utenti soddisfatti di ciò che la fotocamera può fare e la maggior parte dei consumatori è soddisfatta se AF non caccia all'infinito.

I limiti di apertura sono una conseguenza della progettazione dei sistemi di messa a fuoco automatica a rilevamento di fase e non sono specifici di Canon.

L'autofocus a rilevamento di fase nelle reflex funziona indirizzando la luce verso il sensore AF utilizzando un secondo specchio dietro lo specchio principale semi argentato. Il sensore AF utilizza una coppia di obiettivi per focalizzare la luce del soggetto su una coppia di sensori monodimensionali, in effetti linee di pixel. Misurando l'offset tra i modelli di contrasto misurati su ciascun sensore, è possibile calcolare la distanza dal soggetto. Vedi questo diagramma grezzo (non in scala!)

Le dimensioni e la separazione tra la coppia di sensori AF determinano l'accuratezza della misurazione AF. Tuttavia, c'è un compromesso: più sono distanti, più ampia deve essere l'apertura per dirigere la luce per raggiungere entrambi i sensori. Nel diagramma ho incluso un arresto dell'apertura che rappresenta, diciamo f / 4.0 (l'obiettivo è f / 2.8 completamente aperto). Con l'obiettivo fermato fino a f / 4.0, la luce in entrata verrebbe bloccata dal raggiungere i sensori AF.

Le moderne unità AF hanno più punti AF, ciascuno composto da una coppia di sensori con diverse separazioni e orientamenti. Il punto centrale ha spesso una coppia di sensori di separazione molto ampia e quindi funziona solo con la massima precisione f / 2.8. Spesso i punti AF hanno coppie di pixel 1D a 90 gradi per rilevare dettagli orizzontali o verticali. Una riga di pixel avrà una maggiore separazione, quindi il punto AF funziona solo come sensore "a croce" quando si utilizza un obiettivo con apertura grande, altrimenti il ​​sensore verticale o orizzontale è disabilitato, lasciando un normale punto AF a orientamento singolo.

I sensori potrebbero funzionare un po 'oltre l'apertura specificata, in quanto lo schema di luce potrebbe sovrapporsi al sensore quanto basta per ottenere una corrispondenza e calcolare la distanza, motivo per cui a volte funziona toccare i pin di un teleconvertitore. Ma in generale non è progettato per fare ciò in modo da prevenire prestazioni imprecise o intermittenti, Canon disabilita l'AF quando l'apertura indicata è troppo piccola.

Canon ha ottimizzato le proprie unità AF per essere molto precisi con obiettivi ad ampia apertura (che Canon offre anche con lunghezze focali anche lunghe, ad esempio 400 mm f / 2,8 o 600 mm f / 4,0), piuttosto che essere più flessibile continuando a lavorare ma con meno velocità e precisione a piccole aperture.