Mesure de distance sans contact par ultrasons 40 kHz (10–50 ms), portée 30 cm à 6 m. Fonctionne en faible lumière sous 1 Lux ; inefficace sur verre et sous l'eau.
Détails techniques
Le capteur fonctionne à une fréquence de 40 kHz et atteint un temps de mesure de 10 à 50 millisecondes par cycle. La vitesse du son de 343 m/s à 20°C constitue la base de calcul pour la mesure de distance. Il existe deux variantes principales : les systèmes monostatiques avec émetteur/récepteur combiné et les systèmes bistatiques avec des composants séparés espacés de 2 à 4 cm. La portée varie en fonction de la taille de l'objet et de la texture de la surface, allant de 30 cm à 6 mètres, les surfaces dures et lisses présentant de meilleures propriétés de réflexion que les matériaux souples ou texturés.
Histoire et développement
Polaroid a introduit le premier autofocus à ultrasons dans le SX-70 Sonar OneStep en 1978. La technologie a atteint les caméras de cinéma professionnelles au début des années 1980 grâce à Nikon (F3AF, 1983) et Canon (T80, 1985). La percée pour les caméras d'images en mouvement a eu lieu en 1987 avec le Sony CCD-V8, la première caméra vidéo grand public dotée d'un autofocus à ultrasons. Jusqu'au milieu des années 1990, cette technologie a dominé le marché de l'autofocus, avant que les systèmes à détection de phase et à haute sensibilité au contraste ne prennent le relais.
Utilisation pratique au cinéma
Les télémètres à ultrasons s'avèrent efficaces dans des conditions de faible luminosité inférieures à 1 lux, où les systèmes optiques échouent. Les documentaristes utilisent cette technologie pour des prises de vue discrètes, car elle fonctionne sans lumière d'assistance AF visible. Pour les prises de vue sous-marines, le système échoue en raison de la vitesse du son modifiée dans l'eau (1500 m/s), ce qui entraîne des erreurs de mesure d'un facteur 4,4. Les surfaces réfléchissantes comme les fenêtres ou les miroirs provoquent des mesures erronées, car les ultrasons ne captent pas le sujet souhaité mais les objets situés derrière.
Comparaison et alternatives
Par rapport aux télémètres infrarouges, les systèmes à ultrasons fonctionnent plus précisément à courtes distances, mais sont plus sensibles aux bruits du vent et aux perturbations acoustiques. Les capteurs CMOS Dual Pixel modernes et les systèmes d'autofocus laser ont largement remplacé la technologie à ultrasons, car ils mesurent 10 à 20 fois plus rapidement et ne sont pas perturbés par les réflexions sonores. Les capteurs Time-of-Flight (ToF) offrent une mesure sans contact similaire, mais utilisent une lumière infrarouge au lieu d'ondes sonores et atteignent des temps de mesure inférieurs à 1 milliseconde.