Pourquoi Canon et Nikon limitent-ils ou désactivent-ils la mise au point automatique au-delà de certains nombres f?

Une chose que j'ai remarquée avec l'appareil photo reflex Canon est qu'ils désactiveront ou limiteront la mise au point automatique lorsque l'ouverture maximale de l'objectif est plus étroite que certaines valeurs, qui sont spécifiées dans ma réponse à Quelles ouvertures sont nécessaires pour activer la mise au point automatique, y compris le type croisé ou mise au point de haute précision, sur les appareils photo reflex Canon? Notez que les appareils photo Nikon sont également généralement limités à f / 5.6, à l'exception des modèles dotés de la dernière révision du système AF Multi-CAM 3500 comme dans le D4 et le D800.

Pour autant que je sache, Olympus et Pentax n'ont pas ces limitations, même si la mise au point automatique peut être lente ou peu fiable au-delà de f / 5.6. (Sony / Minolta requiert au moins f / 6,3, à une exception près pour un objectif miroir autofocus 500 mm f / 8, et les Alpha 850 et 900 ont un collimateur AF central avec une grande précision à f / 2,8.) Par exemple, sur Pentax, 9 des 11 points sont de type croisé et le restent à toutes les ouvertures. Le système AF Pentax fonctionnerait à f / 8 et au-delà, mais extrêmement lentement. Les caméras Olympus Four Thirds continueront également à essayer de se concentrer en dessous de f / 5.6. Pourquoi Canon et Nikon choisissent-ils de limiter la fonctionnalité AF au lieu d'essayer de se concentrer avec des performances réduites au-delà des seuils ci-dessus?

Les systèmes de mise au point automatique ne sont pas capables d'utiliser les points de mise au point de type croisé de la plus haute précision si vous n'utilisez pas un objectif à grande ouverture. Ils ne limitent pas artificiellement la précision, ils travaillent simplement dans les limites de l'ouverture maximale.

Canon met ces limites pour assurer une mise au point automatique fiable . Si vous ne croyez pas cette théorie, ajoutez un morceau de ruban adhésif entre votre téléconvertisseur et votre objectif, sur les trois broches du haut à gauche. Cela incitera votre corps à penser que vous n'avez pas de téléconvertisseur connecté, et que votre objectif est simplement un 300 / 4.0 ou tout ce que vous avez.

En outre, seuls les appareils photo Canon de la série 1 sont capables de AF avec un objectif af / 8, mais uniquement au point central. Habituellement, cette configuration provient de la combinaison d'un objectif long avec une extension. (Remarque: plus récemment, le Canon 5D Mark III, 7D avec firmware v.2.0 ou ultérieur, et 7D Mark II peuvent AF avec le point central jusqu'à f / 8. Les Canon 5D Mark IV et 1D X Mark II peuvent AF avec plusieurs Points AF avec un objectif f / 8. Le Canon 1D X nécessite un micrologiciel plus récent pour AF un objectif f / 8 avec le point central. Comme expédié à l'origine, il ne ferait que AF avec des objectifs f / 5.6 et plus larges.)

Cela revient vraiment à un problème d' expérience utilisateur . Bien sûr, ils pourraient inclure ISO 204800 ou 409600, mais la qualité ne ferait plaisir à personne. Ils essaient de garder la majorité des utilisateurs satisfaits de ce que l'appareil photo peut faire, et la plupart des consommateurs sont satisfaits si AF ne chasse pas sans fin.

Les limitations d'ouverture sont une conséquence de la conception des systèmes de mise au point automatique à détection de phase et ne sont pas spécifiques à Canon.

La mise au point automatique à détection de phase dans les reflex fonctionne en dirigeant la lumière vers le capteur AF à l'aide d'un deuxième miroir derrière le miroir principal semi-argenté. Le capteur AF utilise une paire d'objectifs pour focaliser la lumière du sujet sur une paire de capteurs à 1 dimension, en fait des lignes de pixels. En mesurant le décalage entre les motifs de contraste mesurés sur chaque capteur, la distance au sujet peut être calculée. Voir ce diagramme brut (pas à l'échelle!)

La taille et la séparation entre la paire de capteurs AF déterminent la précision de la mesure AF. Cependant, il y a un compromis - plus ils sont éloignés, plus l'ouverture doit être large afin de diriger la lumière pour atteindre les deux capteurs. Dans le diagramme, j'ai inclus un diaphragme d'ouverture qui représente, disons, f / 4.0 (l'objectif est f / 2.8 grand ouvert). Avec l'objectif arrêté à f / 4.0, la lumière entrante ne pourrait pas atteindre les capteurs AF.

Les unités AF modernes ont plusieurs collimateurs AF, chacun composé d'une paire de capteurs à différentes séparations et orientations. Le point central a souvent une paire de capteurs de séparation extra large et ne fonctionne donc qu'avec une précision maximale à f / 2,8. Souvent, les collimateurs AF ont des paires de pixels 1D à 90 degrés afin de détecter les détails horizontaux ou verticaux. Une rangée de pixels aura une plus grande séparation, de sorte que le collimateur autofocus ne fonctionne que comme un capteur "de type croisé" lorsque vous utilisez un objectif à grande ouverture, sinon le capteur vertical ou horizontal est désactivé, laissant un collimateur autofocus simple orientation normal.

Les capteurs peuvent fonctionner un peu au-delà de leur ouverture spécifiée, car le motif de lumière peut chevaucher le capteur juste assez pour obtenir une correspondance et calculer la distance, c'est pourquoi le scotch des broches d'un téléconvertisseur fonctionne parfois. Mais en général, il n'est pas conçu pour cela, afin d'éviter des performances inexactes ou intermittentes, Canon désactive la mise au point automatique lorsque l'ouverture signalée est trop petite.

Canon a optimisé ses unités AF pour qu'elles soient très précises avec des objectifs à grande ouverture (ce que Canon offre à des focales même longues, par exemple le 400 mm f / 2,8 ou 600 mm f / 4,0), plutôt que d'être plus flexible en continuant à travailler mais avec moins vitesse et précision à petites ouvertures.