Wie entsteht ein objektivbedingter Fehlfocus?

[Rainmanef]

Hallo zusammen,
ich wundere mich schon seit einiger Zeit, wie ein objektivbedingter Fehlfocus entsteht, wenn die Kamera einwandfrei justiert ist.
Angenommen ich habe eine optimal justierte Kamera mit Objektiv, bei denen der Focus einwandfrei sitzt. Jetzt nehme ich ein anderes Objektiv und habe plötzlich einen Fehlfocus. In der Kamera sitzen doch die Schärfemesser, dann kann doch die Kamera solange die Schärfe am Objektiv regeln, bis alles stimmt, oder?
Wenn die Kamera aufhört, Signale an den Objektivmotor zu geben, dann sollte die Abbildung doch scharf sein.
Wie muss ich mir das vorstellen?

Danke vorab und Gruß
Lars

 

[MasterFX]

In der Kamera sitzen doch die Schärfemesser, dann kann doch die Kamera solange die Schärfe am Objektiv regeln, bis alles stimmt, oder?

Nicht ganz. DSLRs haben einen Phasen-AF und nicht einen Kontrast AF wie eine Kompaktkamera. Der AF-Sensor misst den Phasenversatz und bestimmt daraus dann die Schrittweite des AF-Motors und gibt diese an das Objektiv weiter. Das Objektiv dreht dann entsprechend am Fokus und gibt dann eine Bestätigung an die Kamera "Fertig". Die Kamera misst darauf hin nicht nochmal den Phasenversatz sondern nimmt es so hin (so ist es zumindest bei Canon im OneShot) => offener Regelkreis. Wenn in den Objektiv also z.B. eine Linse etwas weiter vorne oder hinten ist, dann ist es auch nach dem Fokussieren noch der Fall, nur eben um +- der Schritte verschoben die der AF der Kamera gemessen hat. Darum bieten einige Kameras auch eine AF-Korrektur an (AF Microadjustment z.B. bei der 50D), dort kann der Fotograf selbst diese Offset korrigieren.

 

[jar]

Wie muss ich mir das vorstellen?
Danke vorab und Gruß
Lars

stell dir das so vor, du rufst deiner Frau im Wohnzimmer zu stell den Heizkörperthermostat auf 3 und sie dreht

1 Fehler sie hört nie auf das was du sagst und dreht immer einen zuwenig
2 Fehler sie schaut nicht genau und dreht auf 2 oder 4
3 Fehler sie dreht auf 3 aber der Thermostat sitzt nicht richtig 3 wäre wie 2

das ist ausser bei AI Servo keine Regelschleife und bei AI Servo tickert es immer um den optimalen Schärfepunkt rum, eine Regelung lebt von der Regelabweichung die muss >0 sein und somit nie perfekt.

 

[wildi]

d.h. mit AI Servo kann man Frontfokusse umgehen?

 

[jar]

d.h. mit AI Servo kann man Frontfokusse umgehen?

nö auch da kann es Fehler geben -> Regelabweichung -> Start/Stopvorgang -> Messgenauigkeit/Detailauflösung, manches muss der AF Sensor ja nicht sehen können

 

[Rainmanef]

Vielen Dank!
Ich denke, ich habs kapiert.
War mir nicht ganz klar, dass hier kein Regelkreis existiert.

Gruß
Lars

 

[Gast_4334]

Dazu kommt noch das scharf für den Phasendetektions AF nicht gleichzeitig scharf für den Sensor bedeuten muss. Beim Kontrast AF dürfte es keinen Fehlfokus geben.

 

[MasterFX]

Beim Kontrast AF dürfte es keinen Fehlfokus geben.

Richtig, das ist ja auch auch ein geschlossener Regelkreis.

 

[The_Best]

Ich bekomm auch mit Kontrast-AF Fehlfokus hin (sogar nicht zu knapp!). Dazu muss ich nur mein "Nicht-USM"-Makro bemühen. Klappt nicht jedes mal...

 

[Nightshot]

Die Kamera misst darauf hin nicht nochmal den Phasenversatz sondern nimmt es so hin (so ist es zumindest bei Canon im OneShot) => offener Regelkreis.

Was muss ich noch alles machen, dass dieses Gerücht endlich mal stirbt? Natürlich wird ständig der Phasenversatz abgefragt und neue Erkenntnisse dem Objektiv mitgeteilt. Das geht sogar so weit, dass noch während der Fokus fährt neue Befehle geschickt werden können. Das Objektiv kann zwei Statusmeldungen raus schicken.
a) Fokusmotor fährt mit konstanter Geschwindigkeit, die Kamera darf neue Phasenbeziehungen ermitteln und neue Korrekturen schicken.
b) Fokusmotor beschleunigt gerade: Im Moment ist keine zuverlässige Fokusmessung möglich.
Und erst recht schaut die Kamera noch einmal hin wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist. Würde sie das nicht machen, würden mit Zwischenring nur unscharfe Makros raus kommen, da die die Übersetzung verändern, ohne dass Kamera oder Objektiv das mitgeteilt bekommen.

 

[jar]

Und erst recht schaut die Kamera noch einmal hin wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist. Würde sie das nicht machen, würden mit Zwischenring nur unscharfe Makros raus kommen, da die die Übersetzung verändern, ohne dass Kamera oder Objektiv das mitgeteilt bekommen.

hmm, kann das sein das es camabhängig ist ?

jedenfalls gerade mit ZW Ringen fand mal meine alte erste Eos1 viel schlechter den Focus, pumpen, kann aber am schwächeren AF Modul gelegen haben oder zu wenig Licht

diesen "nachstellen" im one shot sieht man manchmal ! aber nicht immer

 

[Spacemarine2009]

Und erst recht schaut die Kamera noch einmal hin wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist. Würde sie das nicht machen, würden mit Zwischenring nur unscharfe Makros raus kommen, da die die Übersetzung verändern, ohne dass Kamera oder Objektiv das mitgeteilt bekommen.

Wenn die Kamera an 2 Fokuspositionen den Phasenversatz misst, kann sie doch ausrechnen an welcher Fokusposition kein Phasenversatz mehr besteht. Wenn ich nun einen Zwischenring einsetzte der die Übersetzung verändert, dann müsste doch der Phasenversatz bei beiden Messungen um einen konstanten Faktor zu groß sein. Ergo müsste man die Nullstelle immer noch genauso gut finden. Oder entstehen durch den Zwischenring irgendwelche Nichtlinearitäten?

gruß André

 

[Walsch]

... Oder entstehen durch den Zwischenring irgendwelche Nichtlinearitäten?

Wie kommst Du auf die Idee das es überhaupt einen linearen Zusammenhang gibt?!

 

[Spacemarine2009]

Wie kommst Du auf die Idee das es überhaupt einen linearen Zusammenhang gibt?!

Gute Frage, ich habe das einfach mal so angenommen.
Ich habe mal durch eine alte SLR mit Schnittbildindikator geschaut. Dort muss man ja durch Drehen am Fokusring die beiden Linien genau übereinander ausrichten. Wenn ich am Ring gedreht habe, schien es mir so, als ob die Geschwindigkeit mit der die Linien geschoben werden, nur von meiner Drehgeschwindigkeit abhängt, nicht jedoch von der Position.

Gruß André

 

[MasterFX]

Was muss ich noch alles machen, dass dieses Gerücht endlich mal stirbt? Natürlich wird ständig der Phasenversatz abgefragt und neue Erkenntnisse dem Objektiv mitgeteilt. Das geht sogar so weit, dass noch während der Fokus fährt neue Befehle geschickt werden können. Das Objektiv kann zwei Statusmeldungen raus schicken.
a) Fokusmotor fährt mit konstanter Geschwindigkeit, die Kamera darf neue Phasenbeziehungen ermitteln und neue Korrekturen schicken.
b) Fokusmotor beschleunigt gerade: Im Moment ist keine zuverlässige Fokusmessung möglich.
Und erst recht schaut die Kamera noch einmal hin wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist. Würde sie das nicht machen, würden mit Zwischenring nur unscharfe Makros raus kommen, da die die Übersetzung verändern, ohne dass Kamera oder Objektiv das mitgeteilt bekommen.

Ja stimmt, ich weiß dass du da gerade am Reverse Engineeren bist. Dennoch kann ich es nicht so ganz glauben. Dass während des Fokussierens weiterhin der Phasenversatz gemessen und an das Objektiv geschickt wird habe ich selbst schon rausgefunden (einfach während des Fokussierens geschwenkt).
Aber wenn es wirklich so ist, wie du sagst, nämlich dass auch "nach der Fertigmeldung des Objektivs" nochmal der Phasenversatz geprüft wird, dann erschließt es sich mir nicht warum es dennoch zu einem Fehlfokus kommen kann. Immerhin kann ich mein Objektiv zum Hersteller schicken und der macht mir aus meinem Frontfokus auch ohne weiteres einen Backfokus... Nach deiner Theorie würde die Kamera das aber merken und wieder nachkorrigieren bis der Phasenversatz Null ist, dem ist aber scheinbar ja nicht so. Auch ist es ja so, dass es ja Objektive gibt, die scheinbar nicht so genau treffen, sprich die Genauigkeit des internen AF-Systems schlechter. Die Kamera sagt "mache 40 Schritte in Richtung X" und das Objektiv sagt "habe 40 Schritte gemacht", es dann aber in Wirklichkeit nur 35 Schritte waren, dann nimmt die Kamera das scheinbar so hin, denn sonst würden die Leute ja nicht meckern, dass der AF unzuverlässig arbeitet, würde die Kamera das solange nachkorrigieren bis es passt.
Irgendwo muss da also in deiner Theorie was fehlen, oder etwa nicht? Meinst du, dass ein Fehlfokus alleine auf eine Dezentrierung zurückzuführen ist? Wenn ja, dann verstehe ich nicht, wie z.B. Tamron ohne Justage der Linsen, sondern lediglich durch anpassen des Autofokus aus einem Backfokus einen Frontfokus gemacht hat.

 

[Nightshot]

hmm, kann das sein das es camabhängig ist ?

Was klar Kamera abhängig ist, ist die Frequenz mit der das AF Modul abgefragt wird. Eine moderne 1er wird viel schneller merken, dass sie gerade über das Ziel hinaus schießt als eine dreistellige Canon.

Aber wenn es wirklich so ist, wie du sagst, nämlich dass auch "nach der Fertigmeldung des Objektivs" nochmal der Phasenversatz geprüft wird, dann erschließt es sich mir nicht warum es dennoch zu einem Fehlfokus kommen kann. Immerhin kann ich mein Objektiv zum Hersteller schicken und der macht mir aus meinem Frontfokus auch ohne weiteres einen Backfokus... Nach deiner Theorie würde die Kamera das aber merken und wieder nachkorrigieren bis der Phasenversatz Null ist, dem ist aber scheinbar ja nicht so.

Bei der Justage wird ja auch der Wert verändert, der die Kamera nicht auf Phasenversatz=0 fokussieren lässt. Ganz einfach ausgedrückt sagt das Objektiv der Kamera fokussiere mich auf Phasenversatz=1,23 Pixel von deinem AF Modul. Ist das dann ein Frontfokus ändert man den Wert im Objektiv und beim nächsten Mal sagt sie der Kamera fokussiere mich auf Phasenversatz=2,34 Pixel und dann passt der Fokus (Zahlen rein willkürlich gewählt). In Wirklichkeit ist das ein Gleichungssystem mit 5 Variablen, der Justageparameter müsste aber ein schlichter Additionstherm sein. Bis ich die ganze Funktionsvorschrift habe wird es aber noch etwas dauern.

Die Kamera sagt "mache 40 Schritte in Richtung X" und das Objektiv sagt "habe 40 Schritte gemacht", es dann aber in Wirklichkeit nur 35 Schritte waren, dann nimmt die Kamera das scheinbar so hin, denn sonst würden die Leute ja nicht meckern, dass der AF unzuverlässig arbeitet, würde die Kamera das solange nachkorrigieren bis es passt.

Tut sie auch. Die Kamera liest den Schrittencoder vom Objektiv aus und weiß daher immer genau wie viele Schritte in Wirklichkeit gefahren wurde. Was sich ändert ist die Auflösung. Ein 50/1,4 hat etwa 640 Schritte von Naheinstellung bis Unendlich. Beim 85/1,2 sind das etwa 2500.

Meinst du, dass ein Fehlfokus alleine auf eine Dezentrierung zurückzuführen ist?

Dezentierung ist es weniger, sonst müsste ich jedes mal eine Fokusjustage machen wenn ich ein Objektiv zentriere und das ist nicht der Fall. Es kommt eher durch den absoluten Abstand der Linsen zueinander und auch einer Restwelligkeit in der Linsenoberfläche.

 

[MasterFX]

Ahh interessant.
Nur ich habe jetzt immernoch nicht verstanden warum die Kamera nicht merkt dass das Objektiv z.B. im Falle eines Frontfokus eigentlich nochmal nachjustieren müsste. Die Kamera misst ja nochmal und weiß nun doch eigentlich den "Offset" zwischen Ist und Sollwert des Fokussystems.

 

[Nightshot]

Na das Objektiv gibt den Sollwert an Phasendifferenz vor und die Kamera hält sich daran. Woher sollte die Kamera wissen, dass dieser Sollwert zu einem Fehlfokus führt?

 

[Gast_151182]

Ich bekomm auch mit Kontrast-AF Fehlfokus hin (sogar nicht zu knapp!). Dazu muss ich nur mein "Nicht-USM"-Makro bemühen. Klappt nicht jedes mal...

Das ist physikalisch gar nicht möglich, dafür musste der fokus wenn schon von anfang an nicht ganz sitzen, bei live view mit kontrast af gilt: what you see is what you get.

 

[Spacemarine2009]

Das ist physikalisch gar nicht möglich

Natürlich ist das möglich, ich habe das gleiche Phänomen, z.B. an meinem Tamron 17-50. Ich bekomme mit manueller Fokussierung reproduizierbar schärfere Fokusierungen hin, als dies meistens mit Kontrast-AF der Fall ist. Das hat ganz einfach mehrere Gründe:

1. Der AF-Motor kann nicht jede Position mit unendlicher Genauigkeit anfahren.

2. Es gibt immer ein gewisses Spiel zwischen AF-Motor und zu fokussierender Linse

Gruß André