En réalité, un capteur AF de type croisé n'est que deux capteurs AF "normaux", l'un avec les lignes orientées dans une direction verticale et l'autre avec les lignes orientées dans une direction horizontale, qui se superposent sur la même zone.
Les capteurs AF non croisés peuvent être verticaux, horizontaux ou même diagonaux. Certains très anciens appareils photo argentiques avec un seul "point" AF central utilisaient une ligne orientée en diagonale.
Chaque "point AF" "normal" est une paire de lignes qui collectent la lumière du même "point" dans le champ de vision de l'appareil photo qui pénètre dans l'objectif sur les côtés opposés de l'élément avant de l'objectif.
Un collimateur autofocus de type croisé utilise deux paires de lignes, une verticale et une horizontale.
La plupart des appareils photo dotés de capteurs AF «normaux» non croisés utilisent un mélange de certains horizontaux et d'autres verticaux.
Cette "carte" est celle du système Canon 6D AF. Les petits carrés noirs sont tout ce qui est visible dans le viseur. Les rectangles bleus (ainsi que l'orange au centre) indiquent la zone réelle de sensibilité pour chaque "point" AF.
Notez que les quatre "points" AF extérieurs de chaque côté sont orientés verticalement et sensibles à f / 5,6, les trois "points" intérieurs sont orientés horizontalement et sensibles à f / 5,6. Le collimateur autofocus central possède également une ligne f / 5,6 orientée verticalement et une autre ligne horizontale sensible à f / 2,8.
Un "point" AF à double diagonale de type croisé a généralement une paire verticale et horizontale de jeux de lignes de capteur, ainsi qu'une paire de jeux de lignes de capteur diagonales qui sont à 90 ° l'une de l'autre formant un "X" sur le "+" des paires verticales / horizontales.
Voici la "carte" des Canon EOS 5D Mark III, 5D Mark IV et 1D X Mark II:
Encore une fois, les carrés gris clair sont tout ce que l'on voit dans le viseur, mais les lignes noires montrent les zones de sensibilité réelles.
Voici à quoi ressemble le réseau de capteurs AF utilisé dans ces appareils photo.
Les lignes de chaque "point" AF n'ont pas besoin d'avoir une correspondance physique avec leur emplacement dans le viseur de l'appareil photo car les microlentilles à l'entrée de l'unité AF redirigent la lumière entrante vers la ligne correcte sur la matrice. Vous pouvez voir que les lignes diagonales des parties sensibles diagonales f / 2,8 des cinq "points" centraux sont plus espacées que les lignes horizontales / verticales pour les mêmes "points" AF. Cet écart plus large entre chaque ligne est ce qui les rend plus sensibles à f / 2,8 et aussi ce qui les rend non sensibles à des ouvertures de F / 4 et plus étroites.
Il existe plusieurs ensembles de microlentilles «séparatrices» qui se trouvent là où la lumière réfléchie par le miroir secondaire d'un reflex numérique pénètre dans l'unité PDAF. Chaque microlentille est dirigée vers un point spécifique du cercle d'image projeté par l'objectif d'un côté et vers un point spécifique du capteur PDAF de l'autre côté.
Voici le réseau de microlentilles qui se trouve au-dessus du capteur AF pour le système AF "9 points" simple du Canon 5D d'origine (les images des matrices des microlentilles "splitter" semblent très difficiles à trouver - je ne trouve aucun des ceux utilisés pour les systèmes AF plus avancés):
Gardez à l'esprit que les D5 et D500 de Nikon n'ont que 55 collimateurs autofocus sélectionnables par l'utilisateur, dont 35 (représentés ci-dessous sous forme de carrés rouges) sont de type croisé. Les autres sont des points "d'assistance" (représentés ci-dessous sous forme de points) qui ne peuvent pas être sélectionnés par l'utilisateur.
Alors pourquoi des appareils photo aussi chers et avancés incluent-ils des collimateurs AF qui ne sont pas tous de type croisé?
C'est en partie économique, car ajouter plus de "points" AF coûte plus cher, mais c'est aussi en partie dû à des contraintes physiques et de conception.
En supposant qu'un objectif est correctement aligné (chaque élément est centré sans erreur d'inclinaison ou d'espacement) et pointé vers un champ uniformément lumineux, le "point" AF central obtiendra toujours la lumière la plus utilisable. À mesure que l'on s'éloigne du centre, la quantité de lumière diminue - tout comme les performances AF de "points" AF par ailleurs identiques. Tout dépend des angles et de certaines des mêmes choses qui provoquent une baisse de la luminosité sur les bords et les coins du champ de vision d'un objectif.
Il y a aussi la quantité de traitement de données nécessaire pour chaque «point» AF. À un moment donné, la loi des rendements décroissants entre en jeu et la puissance de traitement supplémentaire nécessaire pour créer les 61 "points" AF ou les 55 "points" AF de type croisé peut être mieux mise à profit en faisant autre chose, comme la combinaison des informations de distance du capteur PDAF avec des informations de couleur provenant d'un capteur de mesure sensible à la couleur RGB + IR pour faciliter le suivi des sujets en mouvement. C'est quelque chose que les caméras telles que le 1D X Mark II et le D5 font extrêmement bien.
Ainsi, au final, certaines décisions de conception sont basées sur la meilleure façon d'utiliser les ressources limitées pour donner au système AF de l'appareil photo de meilleures performances globales pour des tâches spécifiques.
Canon, par exemple, a quelques corps plus bas que les 5D Mark IV ou 1D X Mark II qui offrent tous les collimateurs autofocus de type croisé. Les 80D, 77D et même Rebel T7i / 800D partagent tous un capteur AF à 45 points avec tous les «points» de type croisé. Le 6D Mark II utilise une version FF du même réseau de capteurs PDAF.
Quarante-cinq points AF de type croisé équivalent à 90 paires de lignes, plus deux paires de lignes supplémentaires pour le "point" AF diagonal double au centre. C'est toujours moins de lignes que les 112 paires de lignes nécessaires pour les corps phares d'avoir 41 croix-type, 20 "normal", et dix paires de lignes supplémentaires pour les cinq "points" AF à double diagonale.
Le Canon EOS 7D Mark II possède 65 collimateurs autofocus de type croisé, mais un seul "collimateur" à deux diagonales au centre, il a donc besoin de 132 paires de lignes. Comparez-le côte à côte avec le système à 61 points utilisé dans les modèles 1D X Mark II, 5D Mark III et 5D Mark IV.
Le 7D Mark II dispose également de deux processeurs d'imagerie DiG! C 6 et d'un autre processeur dédié pour le système AF. Le 1D X Mark II et le 5D Mark IV ont également des processeurs dédiés pour le système AF en plus du ou des processeurs d'image principaux.
Il y a beaucoup de bonnes informations sur les systèmes AF hautes performances, y compris des comparaisons entre le 7D Mark II et le système partagé par les 1D X Mark II, 5D Mark III et 5D Mark IV dans la section Autofocus de l' examen de The-Digital-Picture sur le Canon EOS 7D Mark II .
Il y a aussi cette comparaison des systèmes AF "EOS 7D Mark II vs EOS-1D X et EOS 5D Mark III TTL-SIR (via l'enregistrement secondaire de l'objectif)" écrite par le conseiller technique de longue date de Canon USA Chuck Westfall en réponse à une demande de Bryan Carnathan à The-Digital-Picture .
Nous avons également quelques autres questions ici à Photography SE qui examinent divers aspects du PDAF à l'aide de capteurs AF dédiés:
La mise au point automatique fonctionne-t-elle mieux avec des objectifs f / 2,8 que f / 4 ou plus lent?
Les points AF croisés sont-ils plus précis ou tout simplement plus rapides?