Misurazione distanza senza contatto con ultrasuoni 40 kHz (10–50 ms), portata 30 cm–6 m. Funziona con luce debole sotto 1 Lux; inefficace su vetro e sott'acqua.
Dettagli Tecnici
Il sensore opera a una frequenza di 40 kHz e raggiunge un tempo di misurazione di 10-50 millisecondi per ciclo. La velocità del suono di 343 m/s a 20°C costituisce la base di calcolo per la misurazione della distanza. Esistono due varianti principali: sistemi monostatici con trasmettitore/ricevitore combinato e sistemi bistatici con componenti separati a una distanza di 2-4 cm. La portata varia a seconda delle dimensioni dell'oggetto e della consistenza della superficie tra 30 cm e 6 metri, con superfici dure e lisce che presentano migliori proprietà di riflessione rispetto a materiali morbidi o strutturati.
Storia & Sviluppo
Polaroid introdusse nel 1978 il primo autofocus a ultrasuoni nella SX-70 Sonar OneStep. La tecnologia raggiunse le cineprese professionali all'inizio degli anni '80 grazie a Nikon (F3AF, 1983) e Canon (T80, 1985). La svolta per le videocamere avvenne nel 1987 con la Sony CCD-V8, la prima videocamera consumer con autofocus a ultrasuoni. Fino alla metà degli anni '90, questa tecnologia dominò il mercato dell'autofocus, prima che i sistemi a rilevamento di fase e ad alto contrasto prendessero il sopravvento.
Uso Pratico nel Cinema
I misuratori di distanza a ultrasuoni si dimostrano efficaci in condizioni di scarsa illuminazione, inferiori a 1 lux, dove i sistemi ottici falliscono. I documentaristi utilizzano questa tecnologia per riprese discrete, poiché funziona senza luce di assistenza AF visibile. Nelle riprese subacquee, il sistema fallisce a causa della diversa velocità del suono nell'acqua (1500 m/s), il che porta a errori di misurazione di circa 4,4 volte. Superfici riflettenti come finestre o specchi causano misurazioni errate, poiché gli ultrasuoni non rilevano il soggetto desiderato, ma gli oggetti retrostanti.
Confronto & Alternative
Rispetto ai misuratori di distanza a infrarossi, i sistemi a ultrasuoni operano in modo più preciso a brevi distanze, ma sono più suscettibili ai rumori del vento e alle interferenze acustiche. I moderni sensori CMOS Dual Pixel e i sistemi Laser AF hanno in gran parte sostituito la tecnologia a ultrasuoni, poiché misurano 10-20 volte più velocemente e non sono disturbati dalle riflessioni sonore. I sensori Time-of-Flight (ToF) offrono una misurazione senza contatto simile, ma utilizzano luce infrarossa invece di onde sonore e raggiungono tempi di misurazione inferiori a 1 millisecondo.