Report: Autofokus-Technik - Phasen- und Kontrast-AF

12. Oktober 2021 - Ernst/Mohaupt

Per Fingerdruck aufs Display festlegen, welches Objekt die Kamera automatisch scharfstellt: Dieses sogenannte AF-Tracking ist nur eine von vielen Funktionen, mit denen aktuelle Autofokus-Systeme das Filmen erleichtern. Im zweiten Teil dieses Reports, erklären wir die Unterschiede zwischen den Verfahren des Phasen- und Kontrast-AF.

Phasen- oder Kontrast-AF?
Auch wenn Deep Learning und KI die aktuellen Autofokus-Systeme schneller und präziser machen, so beruht ihr Ausgangsmaterial dennoch auf den klassischen Methoden der Fokus-Ermittlung, nämlich dem Phasen- oder Kontrast-Autofokus. Oder man nutzt – wie aktuell bei Sony – sogar einen Hybrid-AF und damit die Kombination beider Technologien. Der Phasen-AF ist das ältere Verfahren. Wurden bei analogen Spiegelreflex-Kameras noch zwei Schnittbilder verschoben, bis die Linien zur Deckung kamen, so nutzt man bei digitalen Kameras dafür den Phasenvergleich einzelner Bildzeilen oder -partien. Selbst digitale Spiegelreflex- Kameras benötigen dafür aber noch einen speziellen AF-Sensor. Canon hat diese Technologie beim Dual Pixel CMOS AF verfeinert: Hier besitzen gleich alle Pixel zwei getrennte Fotodioden für den Phasenvergleich.

Im Spiegelreflex- Zeitalter war die automatische Scharfstellung mittels Phasen- AF-Sensor-Unit das Mittel der Wahl.

Die neuere Methode ist die Kontrastmessung an Bildkanten, da hier im Schärfepunkt der Kontrast am höchsten ist. Bei aktuellen Systemkameras findet die Messung sogar direkt auf dem Bildsensor statt. Das macht die Kamerakonstruktion einfacher. Anders als bei der Phasendetektion kommt der Kontrast-AF aber nicht mit einem Messvorgang aus, da er wie beim Fokussieren von Hand zunächst über den Schärfepunkt hinaus und dann wieder zurückregeln muss. In der Praxis entscheidet aber längst die Qualität der Kameraprozessoren, welches Messverfahren je nach Situation bessere Ergebnisse liefert – oder ohnehin deren hybride Kombination mit zusätzlicher KI-Unterstützung.

So sieht das für den DSLR-Autofokus nötige zusätzliche CMOS-Array in einer DSLRKamera aus.

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Autor: Hans Ernst / Bilder: Hans Ernst, Canon, Fujifilm, Nikon, Panasonic, Sony

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