Что такое лазерная фокусировка. Обзор камеры LG G3 с лазерным фокусом

Лазерные станки с ЧПУ можно встретить на любом более-менее крупном производстве. Это объясняется большим количеством преимуществ лазерных технологий перед любыми другими методами резки материалов. Высокоточное оборудование с большой скоростью может резать практически любое сырье, обеспечивая гладкую, без сколов, кромку, которая не нуждается в дополнительной обработке. Толщина реза при этом очень мала, поэтому заготовки на листе можно размещать практически вплотную друг к другу, экономя материал и делая производство безотходным. Еще одним плюсом станков такого типа является бесконтактная резка и полное отсутствие термического или иного воздействия на поверхность.

Как работает лазерный станок с ЧПУ

Режущим элементом станка является лазерный луч. Через систему отражающих зеркал он доходит до фокусировочной линзы, размещенной в подвижной головке, которая перемещается над рабочим столом. Линза направляет пучок на поверхность материала, формируя на заготовке пятно нужного размера. Диаметр луча при этом остается стабильный, так как толщина линзы и фокусное расстояние остаются неизменными при условии, что поверхность материала идеально ровная.

Зачем нужен автофокус?

Правильно подобранное фокусное расстояние - это залог качественной резки материала. При работе с разными по толщине материалами интервал между линзой и поверхностью каждый раз приходится замерять и настраивать вручную. Для этого под рабочий материал подкладываются деревянные или металлические листы. В противном случае лазерное пятно будет размытым, что неизбежно повлечет за собой брак при резке. Для автоматической подстройки линзы под разную высоту стола на лазерную головку устанавливают съемный датчик автофокуса.

На первых двух изображениях лазерный поток сфокусирован за пределами рабочей поверхности. На третьем рисунке подобрано наилучшее расстояние между линзой и столом.

Принцип работы автофокуса в лазерных станках

Датчик автофокуса представляет собой сенсор или электронный щуп, который замеряет расстояние до рабочего поверхности. Плоскость стола поднимается по оси Z до тех пор, пока датчик не определит оптимальное расстояние до фокусирующей линзы. Установленные координаты заносятся в память блока управления оборудованием. В дальнейшем для каждого материала с конкретной толщиной выбирается соответствующий параметр фокусировки, и рабочий стол автоматически подстраивается по высоте.

Виды датчиков автофокуса

В зависимости от технологии определения фокусного расстояния автофокус может быть:

электронно-механический - представляет собой выдвижной упор, который крепится на режущую головку. Электронный индикатор отображает интервал между линзой и столом.

Съемный электронный датчик автофокуса можно убрать с режущей головки сразу после измерения фокусного расстояния

световой - в этом случае сенсорные датчики установлены не на головке, а в боковых панелях корпуса. Материал раскладывают на рабочем поле, после чего запускают процесс подъема стола. Точка фокусировки определяется при достижении поверхности материала световых сенсоров.

Датчики светового барьера в оборудовании для лазерной резки с ЧПУ

ультразвуковой - сонар встроен прямо в головку. Для автофокусировки программе указываются параметры линзы, после чего сенсор сканирует расстояние до поверхности и высчитывает, до какого уровня требуется поднять рабочую плоскость.

Ультразвуковой автофокус является наиболее передовой технологией по настройке фокусного расстояния в лазерных станках

Наличие системы автофокусировки на лазерном станке позволяет пропустить этап ручной подгонки уровня стола до фокусной плоскости, что значительно ускоряет рабочий процесс и исключает ошибку оператора при выборе наилучшего параметра фокусировки.

Первое, на чём делает акцент компания LG в камере смартфона LG G3, это функция Touch and Shoot - быстрые фото одним прикосновением к экрану. Мы знаем, что большинство смартфонов могут снимать так же. Но именно благодаря лазерному авто-фокусу, скорость снимка и фокусировки на нужном объекте превосходит конкурентов. Конечно, вы можете воспользоваться и более привычными методами съемки: к примеру, нажать на кнопку затвора или воспользоваться клавишей Rear Key.

Как работает лазерный автофокус в LG G3

Несмотря на то, что фраза «лазерный автофокус в смартфоне» звучит немного футуристично, использование лазерных технологий в разных отраслях является нормой. Чаще всего, такой тип фокусировки используется в большинстве дальмометрах.

Возле камеры смартфона LG G3 расположен лазерный передатчик - в момент снимка этот датчик выстреливает лучами на те объекты, на которые наведена камера и отражается обратно. После этого датчик обрабатывает данные и замеряет количество времени, за которое луч света достиг объекта и вернулся обратно. Этот процесс позволяет точно, а главное, очень быстро определить, на каком расстоянии находится снимаемый объект.

Как вы понимаете, дальность действия лазера ограничена, поэтому функция лазерного автофокуса хорошо справляется со своей задачей на средних расстояниях. В любом случае, использование такой технологии нацелено на скорость работы автофокуса камеры. У LG G3 это основное преимущество перед камерами других смартфонов.

Что такое OIS

Оптическая стабилизация изображения была доступна в смартфоне LG G2 и, естественно, её оставили в LG G3. Плавающий глазок камеры смартфона отлично проявляет себя во время съёмки видео, а стабилизация улучшилась на 20%. Мы сравнили плавность видео снятое на LG G3 и на iPhone 5s - разница видна невооружённым глазом.

Селфи-камера

Я неоднократно говорил, что селфи-камера LG G3 с разрешением всего в 2.1 МП снимает отличные фото и видео. Благодаря расширенной линзе, фотки получаются яркие даже в темноте. Вот для сравнения качество видео и фото снятое на Samsung Galaxy S5 и LG G3. Обе камеры хороши, но LG G3 показывает лучшие результаты в местах с тусклым светом.

Фотографирую сейчас - фокусируюсь потом

Пост-фокусировка на сделанной фотографии - тренд текущего года. Это умеет делать Samsung Galaxy S5 и HTC One (M8), используя вторую камеру смартфона. У LG G3 также присутствует подобная функция - называется она Magic Focus. Лазерный автофокус и тут проявляет себя с лучшей стороны: если на Samsung Galaxy S5 приходится угадывать расстояние до объекта и придерживаться определённой дистанции, то в LG G3 чем ближе объект - тем лучше. Добиться эффекта боке очень просто: подходим близко к объекту, делаем снимок и после указываем фокус «тапом» по экрану либо контролируем это процесс при помощи ползунка прокрутки.

Качество фотографий у LG G3 получаются не хуже и не лучше, чем у Samsung Galaxy S5 - да и вообще говорить про качество фотографий это как-то «грешновато смотреть. Так что любуемся на фото-шедевры, сделанные мной на LG G3.

Эволюция мобильного автофокуса:
от контрастного до Dual Pixel

При съёмке на смартфон очень важно, чтобы фотографии получались чёткими. Для этого объект съёмки должен оказаться в фокусе до того, как вы нажмёте на кнопку «Сделать фото». В последнее время целый ряд производителей работает над улучшением технологий автоматической фокусировки, и сегодня мы рассмотрим, чем они отличаются друг от друга.

При выборе камерофона многие уделяют внимание количеству мегапикселей – мол, у кого их больше, тот и круче. Однако зачастую важнее и полезнее взглянуть на другие факторы, которые оказывают не менее серьёзное влияние на качество фотографий. Среди них – тип автофокуса камеры. В эту область сейчас активно устремились Apple, Samsung, LG и другие производители, причём многим действительно удалось значительно продвинуться вперёд.

Что такое автофокус, и почему он нам нужен?

Система автоматической фокусировки настраивает объектив таким образом, чтобы сфокусироваться непосредственно на объекте съёмки, обеспечивая тем самым разницу между чётким снимком и упущенной возможностью.

Упрощённо принцип работы камеры состоит в том, что лучи света отражаются от фотографируемых объектов и затем попадают на сенсор, который преобразует поток фотонов в поток электронов. После этого ток переводится в набор битов, данные обрабатываются и записываются в память камеры. Особой популярностью у производителей смартфонов сейчас пользуются CMOS-сенсоры, которые преобразуют заряд в напряжение прямо в пикселе, обеспечивая впоследствии прямой доступ к содержимому произвольного пикселя.

В теории всё работает так: линзы фокусируют свет на сенсоре, сенсор затем создаёт цифровую фотографию. В реальности же всё происходит не так просто. Угол входящих лучей света зависит от дистанции, на которой находится фотографируемый объект. На диаграмме слева продемонстрированы линзы, фокусирующие световые лучи на голубом объекте: зелёный и красный объекты оказываются не в фокусе и будут размыты на финальном снимке. Если мы хотим сфокусироваться на зелёном или красном объектах, необходимо изменить дистанцию между линзами и сенсором.

На заре камерофоностроения большинство устройств имели фиксированный фокус. В современных же смартфонах предусмотрена возможность регулировать расстояние между линзами и сенсором. Поэтому вы получаете качественные детализированные снимки. Сейчас для реализации автофокуса в смартфонах в основном используют три метода: контрастный, фазовый и лазерный.

Контрастный автофокус

Контрастный автофокус относится к пассивному типу автофокусов. До сих пор это решение применяется в большинстве смартфонов – во многом потому, что оно одно из самых простых. При помощи сенсора происходит замер количества света на объекте, после этого он же перемещает линзу в зависимости от контраста. Если контраст максимальный, то и объект съёмки находится в фокусе.

Вообще, контрастный автофокус вполне неплохо справляется со своей задачей и обладает весомым преимуществом – он довольно прост и не требует какого-то сложного «железа».

Но есть у него и несколько недостатков. В частности, контрастный автофокус работает медленнее остальных – обычно ему требуется около секунды, чтобы сфокусироваться на объекте. За это время вы можете передумать делать снимок, или, допустим, если вы хотели запечатлеть быстро движущийся объект, момент будет упущен. Это происходит из-за того, что львиную долю времени занимает процесс «сдвиг точки фокусировки/линз объектива – оценка контрастности – сдвиг – оценка контрастности». Кроме того, у контрастного автофокуса отсутствует возможность следящей фокусировки, да и в условиях плохого освещения он вряд ли вас впечатлит. Поэтому данный тип автофокусов на сегодняшний день используется преимущественно в бюджетных смартфонах, таких как Lenovo A536 , ASUS Zenfone Go и других.

Фазовый автофокус: быстрая и продвинутая альтернатива

Одним из первопроходцев здесь была компания Samsung, которая позаимствовала технологию у цифровых зеркальных фотокамер и оснастила фазовым автофокусом свой смартфон Galaxy S5. Суть в том, что в данном случае применяются специальные датчики – они ловят проходящий световой поток от разных точек изображения, используя линзы и зеркала. Внутри датчика происходит деление света на две части, каждая из которых попадает на сверхчувствительный сенсор. Расстояние между потоками света измеряется датчиком, после чего он сам определяет, насколько нужно сдвинуть линзу для точной фокусировки. Так, например, Samsung Galaxy S5 требуется всего 0,3 секунды, чтобы сфокусироваться на объекте.

Первое и главное преимущество фазового автофокуса – он намного быстрее контрастного, это просто must have для съёмки движущихся объектов. Кроме того, камера может оценивать движение объекта при помощи датчиков, отсюда получаем возможность следящего автофокуса.

Но есть и минусы. Фазовый автофокус, как и контрастный, не очень хорошо справляется со своими задачами в условиях недостаточного освещения. Также для него необходимо более мощное «железо», поэтому он, как правило, доступен в смартфонах верхнего сегмента. Среди них, например, Huawei Honor 7 , Sony Xperia M5 и Samsung Galaxy Note 5 .

Одни производители пошли дальше и решили использовать в смартфонах лазерный автофокус (об этом чуть позже), другие же активно занялись совершенствованием технологии фазового автофокуса. Так, например, Apple в своём iPhone 6s и iPhone 6s Plus использует так называемые «фокусные пиксели»: суть в том, что технология задействует часть пикселей в качестве фазового сенсора, и съёмка на смартфоны от Apple получается действительно быстрой.

А вот технология Dual Pixel, которую компания Samsung применяет в своих смартфонах Galaxy S7 и Galaxy S7 Edge , действительно отличается от стандартной фазовой фокусировки. Она хоть и является разновидностью фазового автофокуса, но всё же имеет некоторые отличия и тонкости. В смартфонах фазовый автофокус несколько ограничен в возможностях – чтобы присвоить каждому пикселю фокусный сенсор, нужно сильно его уменьшить, отсюда получим шумы и нечёткость фотографий. Обычно датчиками оснащают около 10% светочувствительных точек, некоторые производители, впрочем, не выходят и за рамки 5%.

В Dual Pixel же каждый пиксель оснащён отдельным датчиком из-за увеличения размеров пикселей. Процессор обрабатывает показания каждого пикселя, но делает это настолько быстро, что автофокусировка всё равно занимает десятые доли секунды. В Samsung говорят, что технология Dual Pixel подобна фокусировке при помощи человеческого глаза, но это скорее метафора. Тем не менее надо признать инновационность данного подхода к фазовому автофокусу. Сейчас это настоящий эксклюзив для Galaxy S7 и Galaxy S7 Edge .

Лазерный автофокус: самый активный

Как и фазовый, лазерный автофокус относится к активному типу автофокусов. Этим направлением долгое время занималась компания LG, которая сперва реализовала лазерный автофокус в своём смартфоне G3. В основе работы технологии лежит принцип лазерного дальномера: лазерный излучатель освещает объект, а сенсор замеряет время поступления отражённого лазерного луча, определяя расстояние до объекта.

Одно из главных преимуществ такого автофокуса – время. Как говорят в LG, весь процесс автофокусировки при помощи лазера занимает 0,276 секунды. Значительно быстрее контрастного автофокуса и немного шустрее, чем фазовый.

Очевидный плюс лазерного автофокуса – он невероятно быстрый и хорошо справляется со своими задачами в условиях недостаточного освещения. Но работает он только на определённой дистанции – самый лучший эффект достигается, если расстояние от смартфона до объекта составляет менее 0,6 метра. А после пяти метров – привет, контрастный автофокус.

На просторах сайта Weibo обнаружили фотографии, представляющие заднюю панель 4,7-дюймового iPhone 7. На фото, как утверждается, запечатлен золотистый вариант смартфона с заметными отличиями от iPhone 6 и iPhone 6s. Как можно видеть, форма корпуса более скругленная, а антенные пластиковые вставки смещены к торцам. Кроме того, пользователей заинтересовало второе отверстие между камерой и светодиодной вспышкой, рядом с отверстием для микрофона. Судя по всему, речь идет о системе лазерного автофокуса, который впервые может дебютировать на устройствах компании Apple. Какими преимуществами обладает данная технология, разбирался MacDigger.

Система лазерного автофокусе уже применяется в некоторых топовых смартфонах. Благодаря этой технологии гаджеты способны сфокусироваться на нужном объекте за считанные миллисекунды.

Большинство камер в мобильных устройствах используют для наведения на резкость так называемый контрастный автофокус. Название технологии непосредственно связано с принципом её работы, который заключается в постоянном считывании и анализе изображения с матрицы. Занимается этим делом процессор. Главной его задачей является перемещение объектива в поисках зоны с наибольшим контрастом. Её нахождение и есть то, что мы привыкли называть «попаданием в фокус».

Очевидный недостаток такого типа автофокуса - медлительность. Использование лазерного автофокуса позволяет решить главную проблему контрастной фокусировки.

Излучатель, расположенный около камеры смартфона, отправляет тончайший луч света, который отражается от разных поверхностей и возвращается обратно к источнику. За счет этого происходит определение расстояния до объектов и вычисляются необходимые параметры фокусировки. В результате существенно сокращается путь объектива для наведения на резкость - камера сразу понимает направление движения для фокусировки.

Очевидно, что самый большой плюс - скорость фокусировки и её более высокая точность на близких дистанциях. Помимо этого, лазер оказывается полезным в тёмных помещениях, где сфокусироваться при помощи контрастного метода практически невозможно.

Первые фотографии нового iPhone 7 попали в сеть в марте этого года. На снимках было видно, что с корпуса смартфона пропали поперечные пластиковые полосы, за которыми на устройстве прошлого поколения располагались антенны. При этом контуры, повторяющие изгибы верхней и нижней граней устройства, сохранились.

По последним данным, контрактные поставщики Apple уже приступили к производству новых устройств. В Купертино, как сообщается, – iPhone 7, iPhone 7 Plus и iPhone 7 Pro. В последнем случае речь идет о версии с двумя 12-мегапиксельными камерами, которые будут отличаться диафрагмой и присутствием оптической стабилизации изображения в одном сенсоре и 2–3-кратным оптическим зумом в другом. Подтвердить или опровергнуть эту информацию можно будет в сентябре этого года.

Новейший флагман южнокорейской компании LG G3 обзавёлся огромным количеством интересных особенностей. Помимо невероятного дисплея с разрешением 2560×1440 пикселей, 3 ГБ оперативной памяти и замечательной 13-мегапиксельной камеры, внутри корпуса новинки нашлось место для еще одной инновации. Речь идёт о лазерном автофокусе, благодаря которому сфокусироваться на нужном объекте удаётся за рекордные 276 миллисекунд. Как удалось достичь подобного результата, и, главное, в чём скрываются особенности данной технологии? Давайте разбираться. Прежде всего, следует углубиться в реалии. Иначе говоря, узнать о наиболее распространённом типе автофокуса, который встречается в подавляющем большинстве современных устройств.

Контрастный автофокус Название данной технологии непосредственно связано с принципом её работы, который заключается в постоянном считывании и анализе изображения с матрицы. Занимается этим нелёгким делом микропроцессор. Главной его задачей является перемещение объектива в поисках зоны с наибольшим контрастом. Её нахождение и есть то, что мы привыкли называть «попаданием в фокус».

Наиболее очевидный недостаток контрастного автофокуса - его медлительность. Сделать вывод о наивысшем уровне контраста можно лишь после анализа всего изображения и возвращения объектива обратно, что тоже требует некоторое время.

Лазер Решением проблемы должен был стать лазер. Последний, к слову, довольно давно используется для определения расстояния. Как он функционирует? Устройство излучает невероятно тонкую полосу света, которая отражается от всевозможных поверхностей и возвращается обратно. Смартфон высчитывает время путешествия лазера, умножает результат на скорость света и делит на 2. Конечная цифра и будет расстоянием до объекта, благодаря чему и удаётся сфокусироваться.

Очевидно, что лазер обладает некоторыми преимуществами, а именно высокой точностью вычисления и приличной скоростью работы. Но не обошлось и без недостатков. Дело в том, что крохотные размеры луча являются причиной неэффективности его работы на больших расстояниях или на открытом пространстве.

Лазерный автофокус Инженеры LG решили взять лучшее от обеих технологий, соединив их на задней крышке G3. Во время запуска камеры смартфон излучает луч света, чтобы проверить, есть ли поблизости какие-либо предметы. В случае их отсутствия устройство начинает использовать контрастный автофокус, пропустив определённое расстояние (наши коллеги из androidauthority заявляют о 60 сантиметрах).

Зачем это нужно? Очевидно, что самый большой плюс - скорость фокусировки и её более высокая точность на близких дистанциях. Помимо этого, лазер окажется полезным в тёмных помещениях, где сфокусироваться при помощи контрастного метода практически невозможно.

А довольны ли вы тем, как работает камера на вашем смартфоне? Поделитесь этим немного ниже.