To już ostatnia część mojego krótkiego cyklu poświęconego mechanizmom automatycznego ustawiania ostrości, które można znaleźć we współczesnych smartfonach. We wcześniejszych wpisach pokrótce omówiłem systemy autofokusa działające w oparciu o metody detekcji kontrastu i detekcji fazy.

Dzisiaj opiszę tzw. autofokus laserowy. Jest to ciekawe rozwiązanie, stosowane obecnie w niektórych smartfonach ze średniej i wyżej półki (np. LG G3, LG G4, LG Nexus 5X, Huawei Nexus 6P, HTC One M9+ Aurora Edition, Oppo R7 Plus, OnePlus Two, ASUS ZenFone 2 Laser).

W przeciwieństwie do systemów autofokusa działających dzięki detekcji kontrastu i fazy (systemów pasywnych), autofokus laserowy określany jest mianem aktywnego, bowiem sprzęt wykorzystujący to rozwiązanie wykazuje się pewną aktywnością: omiata fotografowaną scenę wiązkami lasera o niewielkiej mocy (w zakresie podczerwieni)  i analizując odbite promienie, wyznacza odległość do interesującego nas obiektu. Żeby określić tę odległość wystarczy zmierzyć czas, który upłynął od wyjścia promienia lasera do jego powrotu po odbiciu się od celu. Ze względu na ogromną prędkość poruszania się fali elektromagnetycznej (około 300 000 km/s) mówimy tutaj o czasach rzędu nanosekund (miliardowych części sekundy). Na szczęście współczesna technologia umożliwia już dokonywanie takich pomiarów! Mając wyznaczony czas, wystarczy go pomnożyć przez prędkość światła, żeby otrzymać podwójną odległość do celu. Podwójną, bo przecież zmierzyliśmy czas biegnięcia fali poruszającej się do i od fotografowanego obiektu.

Warto zauważyć, że koncern LG, który po raz pierwszy zastosował autofokus laserowy w smartfonie (w modelu G3), właściwie nie wymyślił niczego nowego. Dalmierze laserowe znane są już od dawna i stosuje się je np. w przemyśle militarnym, w budownictwie, w przemyśle samochodowym do produkcji czujników parkowania i układów określających pozycję w samochodach autonomicznych. Również policja coraz częściej wykorzystuje – sami wiecie do czego – laserowe mirniki prędkości, które działają na analogicznej zasadzie.

Jakie zalety ma autofokus laserowy? Otóż największą z nich jest to, co było wielką wadą układów opartych o metodę detekcji kontrastu lub fazy. Mianowicie autofokus laserowy nie potrzebuje do sprawnego działania dobrze oświetlonej sceny. Ba, system ten nawet preferuje ciemność, gdyż takie właśnie warunki zapewniają mu możliwość precyzyjnego „obserwowania” odbitej wiązki lasera podczerwieni. Autofokus laserowy jest także szybki. Już po pojedynczym pomiarze znane jest położenie obiektywu konieczne do otrzymania ostrego obrazu.

Niestety automatyczne ustawianie ostrości w smartfonach z wykorzystaniem lasera ma też wady. Główną z nich jest nikły użyteczny zasięg działania. Naprawdę nikły: koncern LG potwierdził, że autofokus laserowy w G3 działa sprawnie przy obiektach oddalonych do około 60-70 cm od telefonu… Cóż, jakoś ten fakt nie jest szeroko upowszechniany w reklamach. A co się dzieje kiedy smartfon nie jest już w stanie skorzystać z dobrodziejstw lasera? Otóż wtedy do łask wracają systemy detekcji kontrastu lub fazy (w zależności od modelu smartfona), ze wszystkimi swoimi wadami i zaletami, a układ laserowy może je jedynie wspomóc informacją, że fotografowany obiekt nie znajduje się w najbliższej odległości – co odrobinę polepszy wydajność np. detekcji kontrastu.

Autofokus laserowy może też zostać zmylony. Przykładowo lustrzana powierzchnia, znajdująca się nawet w użytecznym zasięgu, może zostać nie wykryta, gdyż odbije praktycznie cały padający na nią promień lasera gdzieś w bok i nie trafi on z powrotem do detektora. Dla lasera najlepsze są powierzchnie porowate.

Również fotografowanie przez szybę może być problematyczne z wykorzystaniem autofokusa laserowego. Szkło odbije promień podczerwieni i ostrość zostanie ustawiona raczej na szybę, a nie na interesującą nas scenę rozgrywającą się dalej.

Podsumowując, autofokus laserowy można uznać jedynie za układ wspomagający któryś z bardziej klasycznych sposobów automatycznego ustawiania ostrości. Jest on w pełni użyteczny jedynie w pewnych warunkach (selfie, fotografowanie dokumentów, fotografia makro). W pozostałych sytuacjach to czy nasz smartfon jest w niego wyposażony czy też nie, nie ma większego znaczenia.