Ultrasonic Distance Measure is a technique in filmmakingtography.
Technische Details
Der Sensor arbeitet mit einer Frequenz von 40 kHz und erreicht eine Messzeit von 10-50 Millisekunden pro Zyklus. Die Schallgeschwindigkeit von 343 m/s bei 20°C bildet die Berechnungsgrundlage für die Distanzmessung. Zwei Hauptvarianten existieren: monostatische Systeme mit kombiniertem Sender/Empfänger und bistatische Systeme mit getrennten Komponenten im Abstand von 2-4 cm. Die Reichweite variiert je nach Objektgröße und Oberflächenbeschaffenheit zwischen 30 cm und 6 Metern, wobei harte, glatte Oberflächen bessere Reflexionseigenschaften aufweisen als weiche oder strukturierte Materialien.
Geschichte & Entwicklung
Polaroid führte 1978 den ersten Ultraschall-Autofokus in der SX-70 Sonar OneStep ein. Die Technologie erreichte professionelle Filmkameras Anfang der 1980er Jahre durch Nikon (F3AF, 1983) und Canon (T80, 1985). Der Durchbruch für Bewegtbildkameras erfolgte 1987 mit der Sony CCD-V8, der ersten Consumer-Videokamera mit Ultraschall-AF. Bis Mitte der 1990er Jahre dominierte diese Technologie den Autofokusmarkt, bevor phasendetektierende und kontrastreiche Systeme die Führung übernahmen.
Praxiseinsatz im Film
Ultraschall-Entfernungsmesser bewähren sich bei schwachen Lichtverhältnissen unter 1 Lux, wo optische Systeme versagen. Dokumentarfilmer nutzen die Technologie für diskrete Aufnahmen, da sie ohne sichtbares AF-Hilfslicht arbeitet. Bei Unterwasseraufnahmen versagt das System aufgrund der veränderten Schallgeschwindigkeit im Wasser (1500 m/s), was zu Fehlmessungen um den Faktor 4,4 führt. Reflektierende Oberflächen wie Fenster oder Spiegel verursachen Falschmessungen, da der Ultraschall nicht das gewünschte Motiv, sondern die dahinterliegenden Objekte erfasst.
Vergleich & Alternativen
Gegenüber Infrarot-Entfernungsmessern arbeiten Ultraschall-Systeme präziser bei kurzen Distanzen, sind jedoch anfälliger für Windgeräusche und akustische Störungen. Moderne Dual-Pixel-CMOS-Sensoren und Laser-AF-Systeme haben Ultraschall-Technologie weitgehend abgelöst, da sie 10-20x schneller messen und nicht durch Schallreflexionen irritiert werden. Time-of-Flight-Sensoren (ToF) bieten ähnliche berührungslose Messung, nutzen jedoch Infrarotlicht statt Schallwellen und erreichen Messzeiten unter 1 Millisekunde.