Wie funktioniert der AF bei Canon genau?

[rk290]

Das verstehe ich noch nicht so ganz, sorry:
Bei ServoAF würde die Kamera doch immer wieder die Phase messen und eine Differenz erkennen. Damit sollte doch die Kamera versuchen eine neue Scharfstellung zu erreichen - also eine neue Bewegung der Fukusgruppe auslösen. Das wäre dann quasi ein Regelkreis. Sicher würde diese Regelung auch nie einen ganz perfekten Fokus erreichen, da es eine bleibende Regelabweichung geben dürfte (P-Glied).

 

[DS2002]

Nein, der Fehlfokus ist immer da. Ich denke bei Servo wird am Anfang der der Befehl "MoveFocusAbsolute" verwendet und danach der Befehl "MoveFocusIncremental". Ob das Objektiv einen Fehlfokus hat wird auch hier nicht erkannt, da das Objektiv immer nur Meldet wenn es den Befehl korrekt ausgeführt hat. Es ist ja beim Fehlfokus auch immer nur eine Offsetkorrektur. Früher gabs dafür noch Lötbrücken, heute wirds per software gemacht. Darum zieht sich der Fehlfokus auch über den ganzen Distanz- und Brennweitenbereich durch (meist zumindest)

Kommt darauf an, wie der Servo-Mode genau funktioniert:
1. Möglichkeit: Der Fokus wird ständig vom AF-Modul geprüft und bei einer Abweichung > Schwellwert, wird ein neuer Befehl an das Objektiv gesendet. Im Endeffekt entspricht das einem Regelkreis und der Fehlfokus sollte gering ausfallen (jedenfalls geringer als im Single-Shot-Modus). Der oben zitierte englische Text behauptet, dass genau das im Servo-Mode passiert. GymfanDE hingegen sprach von Fehlfoki auch im Servo-Mode.
2. Möglichkeit: Das AF-Modul überprüft nur, ob man sich aufgrund von Objektbewegung vom bisherigen "Schärfepunkt" entfernt und reagiert dann, d.h. solange der Fehlfokus stabil ist, weil sich das Objekt nicht bewegt, macht auch der Servo-Mode nichts und der Fehlfokus bleibt bestehen (kein Regelkreis).

 

[isnogud]

Nach dem Lesen der ganzen Beiträge in diesem sehr interessanten Thread frage ich mich, wie es im Zuge dieser Regelung zu der schlechten Wiederholgenauigkeit der AF-Systeme (aller AF-Systeme egal welchen Herstellers) kommt - gemäß diesem Artikel

http://www.colorfoto.de/Themenspezial/663061/Autofokussysteme.pdf

liegt der AF ca. jedes 5te Mal daneben.

Liegt es an

- Problemen bei der Kontrastmessung?
- Fuzzy Logic?
- Spiel Objektiv / Kamera / AF-Motor?

 

[MasterFX]

Nein, es bleibt nach wie vor ein offener Regelkreis. Denn auch in Servo wird nur dem Objektiv gesagt "Ich habe 3.2m gemessen also fahre da mal hin und sag bescheid wenn du da bist". Daraufhin stellt das Objektiv die Entfernung ein und meldet "OK". Wenn du in Servo auf ein statisches Objekt fokussierst, dann wird die Kamera dem Objektiv z.B. alle 100ms sagen "stell auf 3.2m" und das Objektiv wird sofort mit einem "OK" antworten, weil das Objektiv meint "ist doch alles OK", es weiß ja nichts davon, dass die 3.2m in Wirklichkeit 2.5m sind, denn es verlässt sich darauf, dass es richtig justiert ist, genauso wie die Kamera sich auch darauf verlässt.

 

[DS2002]

Nach dem Lesen der ganzen Beiträge in diesem sehr interessanten Thread frage ich mich, wie es im Zuge dieser Regelung zu der schlechten Wiederholgenauigkeit der AF-Systeme (aller AF-Systeme egal welchen Herstellers) kommt - gemäß diesem Artikel

http://www.colorfoto.de/Themenspezial/663061/Autofokussysteme.pdf

liegt der AF ca. jedes 5te Mal daneben.

Liegt es an

- Problemen bei der Kontrastmessung?
- Fuzzy Logic?
- Spiel Objektiv / Kamera / AF-Motor?

In dem verlinkten Test sieht man gut, dass die Nikon recht zuverlässig fokussieren und da die roten Balken nur geringfügig länger als die schwarzen sind, auch kaum einen Fehlfokus produzieren. Das spricht für einen Regelkreis. Bei Canon können die Schwankungen enorm sein, je nach Kamera-Objektiv-Kombination. In manchen Fällen ist der rote Balken erheblich länger als der schwarze, der seinerseits recht kurz ausfällt. In diesen Fällen fokussiert das Objektiv zuverlässig, aber falsch.
Generell ist der AF bei den DLSRs nicht übermäßig zuverlässig in seiner Genauigkeit. Ursachen dafür wird es mehrere geben. Bei dem Test ist sicher auch die Ausgangssituation der einzelnen, jeweils 10 Bilder leicht unterschiedlich, denn es wurde zwischen den Aufnahmen immer eine Hand vor das Objektiv gehalten, um den AF zu verstellen (und das sicher nicht immer gleich). Das kann man natürlich machen, denn man fokussiert ja schließlich im "richtigen Leben" auch nicht immer aus der selben Anfangsposition. Eine bessere Vergleichbarkeit hätte sich aber ergeben, wenn man das Objektiv vor jeder Aufnahme manuell auf einen bestimmten, immer gleichen Wert gestellt hätte.

 

[Manni1]

Auf der oben verlinkten Hompage findet man einen Zugang zu einer Patentschrift, die ein AF-System (vermutlich Canon) beschreibt, welches jedoch eine Kombination von Phasendetektion (erster schneller Fokussierschritt) und Kontrast-AF (zweiter, aber genaue Fokussierschritt) ist.

Halt bitte mal 2 Dinge auseinander:
Phasendetektion und Kontrast-AF beschreiben ein Meßverfahren. Mit dem Unterschied Regelkreis / Steuerung ohne Nachregelung hat das nicht das Geringste zu tun.

Vergleichs mal mit 'nem Auto - Gürtel- und Diagonalreifen lassen nicht auf Trommel- oder Scheibenbremsen schließen.

 

[DS2002]

Halt bitte mal 2 Dinge auseinander:
Phasendetektion und Kontrast-AF beschreiben ein Meßverfahren. Mit dem Unterschied Regelkreis / Steuerung ohne Nachregelung hat das nicht das Geringste zu tun.

Vergleichs mal mit 'nem Auto - Gürtel- und Diagonalreifen lassen nicht auf Trommel- oder Scheibenbremsen schließen.

Hast Du das Patent gelesen? Nein? Dachte ich mir, denn da sind auch Flussdiagramme drin, die beschreiben, was das System wie macht (z.B. die Frage, wo Regelkreise existieren und was sie machen). Darauf wollte ich hinaus. Gleichzeitig habe ich angemerkt, dass das beschriebene System so nicht in den gegenwärtigen Kameras umgesetzt ist, sodass man den Inhalt des Patents nicht 1:1 in diese Diskussion aufnehmen kann.

 

[Nightshot]

Steht ja schon einiges richtiges hier geschrieben, aber so ganz passt es noch nicht:

Erstmal vorweg, das Objektiv hat bei der Kamera nicht viel zu melden, zumindest nicht wenn es nur noch ums Bilder machen geht. Alles was das Objektiv meldet ist Blende auf gewählten Wert geschlossen und Blende wieder offen. Mehr sagt es nicht.

Der AF von der Kamera misst den Phasenversatz vom Modul und schickt diesen Wert dem Objektiv. Das hat nun eine Tabelle einprogrammiert in der es nachsehen kann wie viele Motorschritte einer bestimmten Phasendifferenz entspricht. Das ändert sich bei Zooms mit der Brennweite, daher ist es eine Tabelle. Das Objektiv geht nun auf Reise und fährt die ermittelten Motorschritte ab. In der Zwischenzeit wird das AF Modul weiter abgefragt und falls nötig neue Befehle geschickt.

Der Fokusiervorgang ist dann abgeschlossen, wenn das AF Modul keine Phasendifferenz mehr sehen kann oder trotz mehrmaliger Korrekturen keine Verbesserung mehr zu erwarten ist. Manche Objektive haben nur eine sehr grobe Motorschrittauflösung.

 

[Wuschel123]

Gewagte These, wenn aus einem explizit auf eine andere Kamera justierten Objektiv auf eine ganze Serie geschlossen wird.

Ist nur ein Beispiel gewesen, es gibt viele die schon ähnliche Erfahrungen gemacht haben, aber egal, es wäre ja umso schöner wenn es nicht so ist

Ich warte jedenfalls mit dem Kauf bis es wirklich sicher ist das es nicht so wie damals mit der MKIII endet

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[DS2002]

Der AF von der Kamera misst den Phasenversatz vom Modul und schickt diesen Wert dem Objektiv. Das hat nun eine Tabelle einprogrammiert in der es nachsehen kann wie viele Motorschritte einer bestimmten Phasendifferenz entspricht. Das ändert sich bei Zooms mit der Brennweite, daher ist es eine Tabelle. Das Objektiv geht nun auf Reise und fährt die ermittelten Motorschritte ab. In der Zwischenzeit wird das AF Modul weiter abgefragt und falls nötig neue Befehle geschickt.

Der Fokusiervorgang ist dann abgeschlossen, wenn das AF Modul keine Phasendifferenz mehr sehen kann oder trotz mehrmaliger Korrekturen keine Verbesserung mehr zu erwarten ist. Manche Objektive haben nur eine sehr grobe Motorschrittauflösung.

Heißt das, es gibt eine Art Regelkreis im AF-System, wo doch das AF-Modul weiter abgefragt wird? Und wenn ja, wie kommt es da überhaupt zu einem Fehlfokus? Die Objektive können doch unmöglich alle dezentriert etc. sein.

 

[Wuschel123]

S
Erstmal vorweg, das Objektiv hat bei der Kamera nicht viel zu melden

Also wenn ich es richtig Verstehe dann (wenn nötig) sollte es ausreichend sein nur die Kamera ohne Objektiv Justieren zu lassen ?

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[MasterFX]

Der AF von der Kamera misst den Phasenversatz vom Modul und schickt diesen Wert dem Objektiv. Das hat nun eine Tabelle einprogrammiert in der es nachsehen kann wie viele Motorschritte einer bestimmten Phasendifferenz entspricht. Das ändert sich bei Zooms mit der Brennweite, daher ist es eine Tabelle. Das Objektiv geht nun auf Reise und fährt die ermittelten Motorschritte ab. In der Zwischenzeit wird das AF Modul weiter abgefragt und falls nötig neue Befehle geschickt.

Ohne dir jetzt zu nahe treten zu wollen... da du ja wirklich viel/am meisten über die Canon Kameras weißt. Die Kamera sendet ein MoveFocusAbsolute (fa<val><cr>) und erwartet darauf vom Objektiv eine Antwort, nämlich OK<cr>, <rval>,<flag><cr> oder ERR<eval><cr>. Ohne diese Antwort ist für die Kamera der Fokussiervorgang nicht abgeschlossen.

Also wenn ich es richtig Verstehe dann (wenn nötig) sollte es ausreichend sein nur die Kamera ohne Objektiv Justieren zu lassen ?

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Das kann nicht sein, denn dann müsste Canon die "Fokus-Offset-Werte" für jedes auf dem Markt erhältliche Objektiv in der Kamera gespeichert sein.
Bei meiner letzten Justage bei Canon (Kamera + Objektiv eingeschickt) wurde nachweislich nur das Objektiv angefasst und der Frontfokus korrigiert.

 

[Wuschel123]

Bei meiner letzten Justage bei Canon (Kamera + Objektiv eingeschickt) wurde nachweislich nur das Objektiv angefasst und der Frontfokus korrigiert.

Das ist schlecht, denn dann passt es evtl. an einer anderen Kamera nicht mehr und jedesmal einschicken ist auch nicht das gelbe vom Ei

.

 

[DS2002]

Also wenn ich es richtig Verstehe dann (wenn nötig) sollte es ausreichend sein nur die Kamera ohne Objektiv Justieren zu lassen ?

.

Die Tabelle von der Nightshot sprach, befindet sich im Objektiv. Deshalb braucht es auf jeden Fall das Objektiv. Schon eher könnte man auf die Kamera verzichten. Am sichersten ist es natürlich, beide aufeinander abzugleichen.

 

[MasterFX]

Das ist schlecht, denn dann passt es evtl. an einer anderen Kamera nicht mehr und jedesmal einschicken ist auch nicht das gelbe vom Ei

.

Nö, der AF der Kamera wurde gemessen und für "optimal eingestellt" befunden. Da idealer Weise der AF jeder Kamera perfekt eingestellt ist, funktioniert das Objektiv auch auf jeder anderen Kamera.

 

[Nightshot]

Heißt das, es gibt eine Art Regelkreis im AF-System, wo doch das AF-Modul weiter abgefragt wird? Und wenn ja, wie kommt es da überhaupt zu einem Fehlfokus?

Ich verlinke zu meiner Standartantwort auf diese Frage:

https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=4628899&postcount=22

 

[Nightshot]

Die Kamera sendet ein MoveFocusAbsolute (fa<val><cr>) und erwartet darauf vom Objektiv eine Antwort, nämlich OK<cr>, <rval>,<flag><cr> oder ERR<eval><cr>. Ohne diese Antwort ist für die Kamera der Fokussiervorgang nicht abgeschlossen.

Woher kommen deine hier genennten Befehle? Aus dem Birger EF Adapter Manual? Den Adapter hab ich hier auch rum liegen, die Befehle werden aber vom Controler im Adapter nochmal in echtes EF umgesetzt und hat erstmal nur rudimentär Verwandschaft.

 

[wildtapir]

...
...
...
Manche Objektive haben nur eine sehr grobe Motorschrittauflösung.

Ist das deiner Meinung nach der Hauptgrund, wieso das Canon 50mm 1.8 oft so ungenau ist, oder gäbe es noch weitere Gründe?

 

[MasterFX]

Woher kommen deine hier genennten Befehle? Aus dem Birger EF Adapter Manual? Den Adapter hab ich hier auch rum liegen, die Befehle werden aber vom Controler im Adapter nochmal in echtes EF umgesetzt und hat erstmal nur rudimentär Verwandschaft.

Richtig, Birger. Ich dachte dass das direkt die Befehle sind, die auch ans Objektiv gehen, und dass das nur ein Umsetzer von SPI auf RS232 ist.... mmh, ich glaube ich klinke mich da selber mal mit meinem µC zwischen.
Es steht bei den Befehle ja auch immer dabei, dass DIE LINSE ANTWORTET und nicht der Adapter:

MoveFocusAbsolute
Syntax fa<val><cr>
Response OK<cr>
<rval>,<flag><cr>
ERR<eval><cr> Command understood
Command completed without error
Command completed with error
Makes the focus mechanism move to the specified focus count position, specified in counts moved in <val>. If an input value would move the focus out of the legal range the value is rounded to the boundary (i.e. Min/max count). <val> is the actual position that the count has been moved to, <flag> is 1 if the lens reports having hit a stop, and 0 if it hasn't. Note: some lenses do not return a 1 until the second time the stop is hit.

 

[DS2002]

Ich verlinke zu meiner Standartantwort auf diese Frage:

https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=4628899&postcount=22

Okay, habe ich gelesen. Was mich wundert, ist, dass gerade solche Objektive wie das Tamron 17-50/2.8 oder das Sigma 50/1.4, die bereits bei Offenblende sehr scharf abbilden können (also keine großen optischen Unzulänglichkeiten wie sphärische Abberation etc. haben sollten), so oft ab Werk einen Fehlfokus produzieren, der korrigiert werden muss. Natürlich sind die Objektive vergleichsweise hoch geöffnet, die Schärfentiefe klein und damit ein Fehlfokus leicht zu bemerken. Dennoch fällt es mir schwer, in allen diesen Fällen an optische Imperfektionen des Objektivs zu glauben. Man sollte auch meinen, dass gerade ein empfindlicher AF-Sensor wie das zentrale Doppelkreuz bei der 40D dann einen größeren Fehlfokus produziert als die anderen AF-Sensoren, da er eine größere Messbasis hat und damit das Licht aus den "extremen" Randbereichen der Linsenkonstruktion auswertet. Ist das so?