불과 몇 년 전만 하더라도 간단한 카메라로
찍은 사진들은 두 가지의 일상적인 실수를 하고 있다.
하나는 초점이 안맞고 다른 하나는 노출이 맞지 않는
것이다. 그러나 싼 카메라라 할지라도 노출문제는 자동노출제어로
대부분이 극복되었으나 초점이 맞지 않아 야기되는
문제는 자동 초점조절기능이 있는 카메라가 나타날
때까지 그대로 남아 있었다. 카메라의 자동초점조절은
카메라와 피사체간의 거리측정에 사용되는 시스템에
의해 여러가지 방법으로 행해지고 있다. 이러한 시스템을
능동적 시스템
(Active system) 또는 수동적 시스템(Passive system)으로 분류한다.
오늘날 자동초점조절(AF)에는 두 가지 타입이
사용되고 있다. AF SLR과 몇몇 콤팩트카메라에서는
수동적 위상검출(位相檢出) 시스템을 사용하며 대부분의
콤팩트카메라에서는 능동적 적외선 시스템을 사용한다.
각 시스템에는 장단점이 있다.
능동적 시스템 (Active system)
음파탐지(音波探知)
시스템 능동적 시스템은
음(音)이나 빛(光)의 펄스(pulse)를 발사함으로써 작동하는데
이것이 신호를 발사하지 않는 수동적 시스템과 구별된다.
능동적 초점조절시스템의 가장 간단한 것은 음파탐지
카메라(sonar camera)를 적용하고 있는 폴라로이드사에
의해 사용되었다.
초음파(Ultrasound)법은
초음파의 찍찍거리는 소리를 발사하고
난 뒤 그 반향이 돌아올 때의 시간지연을
측정한다. 폴라로이드의 초음파카메라는
피사체까지의 거리를 계산한 다음
렌즈를 맞춘다.
이것은 렌즈위쪽에 있는 타공망(打孔網)뒤에
설치되어 있고 금도금한 원판의 작은 모듈(module)을
가지고 있다. 이 원판이 실질적인 초음파변환기(ultrasonic
transducer)이다.
자동 초점조절 시스템을 가동시키기 위하여
셔터 릴리즈를 반쯤 누르면 이 변환기가 초음파의 찍찍거리는
소리를 발사하게 만든다. 이
고음의 찍찍거리는 소리는 너무 높기 때문에 인간의
귀로는 들을 수가 없고 마치 박쥐가 비행시 물체를
탐지하기 위하여 사용하는 레이더음같은 것이다. 같은
순간에 궈츠시계(quartz clock)가 동작하고 카메라는
초음파의 반향(反響)이 물체로부터 되돌아오는데 얼마나
오래 걸리는지 측정하기 시작한다. 만약 피사체가,
예를 들어 풍경과 같이 카메라로부터 원거리에 있다면
반향이 되돌아오는데 시간이 오래 걸리거나 전혀 응답이
없을 것이다. 이런 경우에는 카메라렌즈는 움직이지
않은 채 무한대에 맞추어진다. 만약 반향이 재빨리
돌아오면 카메라 안의 회로가 지연시간을 측정해서
음속의 참고점(參考點)에서 피사체까지의 거리를 계산한다.
그러면 작은 전기모터가 작동해서 렌즈가 필름으로부터
멀어져 나오게 된다. 일단 렌즈가 이미지에 초점을
맞출 만큼 멀어져 나오면 카메라의 컴퓨터두뇌가 모터를
멈추고 찍을 준비를 한다. 이 시스템의 장점은 완전한
어둠 속에서도 렌즈는 초점을 맞출 수 있으며 보통카메라처럼
촬영자가 사진을 찍기 전에 몇 번이나 다시 초점조절을
할 수가 있다. 그러나 이 시스템이 완벽한 것은 아니다.
예를 들면 창문밖에 보이는 피사체는 카메라에 문제를
일으킨다. 반향음이 창문 뒤의 피사체가 아닌 창문에서
반사될 것이다. 따라서 초점은 부정확해질 것이다.
적외선(赤外線)빔 시스템 능동적 적외선 시스템(Active infrared
system)은 깜깜한 곳에서도 잘 작동하며 원가도 보다
적게 든다. 그러나 이 시스템은 스텝(step)으로 되어
있어 포커싱 영역을 여러 단계로 나누어 실제 피사체거리에
가장 근접한 단계에 초점을 맞춘다.(물론 스텝이 많을수록
좋다.) 적외선 시스템은 반사면이나 유리창을 통과해서
작용하지는 않는다.(적외선 빔이 표면에서 반사되어
돌아오지 않는다). 그리고 그 범위가 제한적으로 20∼30피트(6∼9m)정도이다.(피사체를
포함시키는 피사계심도를 넘어선다.) 또한 능동적
AF를 사용하는 대부분의 카메라는 필요할 때 별도로
수동 초점조절기능을 가지고 있지 않다. 따라서 사진을
진지하게 찍으려면 수동적 AF기능를 가진 카메라가
더 낫다. 캐논에서
사용되어지는 것은 적외선빔을 사용하여 피사체까지의
거리를 측정한다. 보통의 광학적 레인지파인더와 유사한
이 시스템은 물체를 탐지하는 작은 창을 가지고 있는
데 한쪽 창 뒤에는 적외선광원이 있고 다른 쪽에는
적외선에만 반응하는 광소자(光素子)가 있다. 적외선광원은
회전축으로 되어 있어 기구적으로 렌즈와 연동한다.
이 시스템은 필름을 감으면 작동준비가 완료된다.
적외선에 의한
초점조절-캐논시스템은 렌즈를 움직이면서
적외선 빔을 사용하여 스캐닝한다. 빔이
피사체에 반사되어 적외선감지기로 되돌아온다.
그 다음 렌즈는 삼각법에 의해 초점을
맞춘다.
이것이 완료되면 렌즈는 카메라로부터 치차구동(齒車驅動)에서
빠져 나와 가장 근접한 피사체에 초점이 맞추어지게
된다. 적외선램프가 앞 쪽으로 향하고 카메라가
겨누어진 다음 셔터가 눌러진다. 그러나 노출은 즉각적으로
이루어지는 것은 아니다. 대신 렌즈는 스프링압력에
의해 카메라 쪽으로 움직이기 시작한다. 이것은 렌즈에
연결되어 회전축의 적외선광원이 물체를 탐지하기 위하여
회전하기 시작할 때 빛을 발광하면서 움직인다. 광원이
회전하면서 따르게 되는 원호(圓弧)의 일정지점에서
적외선빔이 물체에 부딪친다. 광소자가 반사광을 감지하고
그로 인해 흐르는 전류를 피크치(peak)에 도달하게
한다. 이 전기적 파동이 렌즈의 작동을 멈추게 하고
셔터를 끊는다. 물체가 카메라에 가깝게 있으면
적외선빔이 멈출 때까지 멀리까지 회전할 필요가 없을
것이다. 그러나 물체가 무한대에 있으면 빔은 노출이
이루어지기 전에 완전히 회전해야 될 것이다. 이때에
렌즈는 작동을 멈추고 카메라가 무한대에 초점이 맞추어질
때까지 필름 쪽으로 한참동안 되돌아올 것이다. 이것은
능동적시스템으로 적외선 초점조절방식(Infrared focusing)은
음파탐지법의 장점과 어떤 면에서 비슷하다. 이것은
완벽한 어둠 속에서도 동작하고 낮은 콘트라스트나
명암이 민밎한 물체에도 카메라가 혼돈하지 않는다.
이것도 적외선 광원에 문제가 있다. 만약 태양이 피사체
바로 뒤에 있으면 초점조절이 정확하지 않을 수 있다.
이
시스템 역시 강한 반사표면에 의해 멍청해질 수 있다.
예를 들면 적외선빔이 젖은 차의 어느 각도에서 카메라로
직접 되돌아오지 않고 반사되어 버린다. 이 시스템은
렌즈를 움직이기 위한 스프링을 채용해서 필름 앞에서
감기도록 설치되어 있기 때문에 초점조절의 기회가
단 한번뿐이다. 만약 이것이 잘못되면 다시 기회가
없고 셔터는 아무튼 끊겨져 버린다.
