Wie funktioniert der AF bei Canon genau?

[HorstH]

............
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.

Abgeschlossen im One-Shot Mode. Bei Servo wird die Phasendifferenz ständig weiter gemessen und die Werte ans Objektiv geschickt. Bis zum auslösen.
Richtig?

 

[Wuschel123]

Stimmt schon, aber da wurde meist schon mal an den Objektiven geschraubt.

lt. Post #36 sollen doch genau diese objektive auch an anderen Kameras einwandfrei funktionieren hmmm was stimmt nun ?

.

 

[HorstH]

@Nightshot

"........Bei der Objektivjustage wird nun genau diese Abweichung ermittelt und ins Eprom vom Objektiv geschrieben. Bei der Kommunikation mit der Kamera wird der Wert ausgelesen und die Kamera weiß nun genau, um welchen Betrag und Richtung sie das Objektiv absichtlich fehl fokussieren muss, damit das wirkliche Bild auf dem Hauptsensor scharf wird. Und jetzt ist es ganz einfach, ist bei der Justage der falsche Korrekturwert ins Eprom geschrieben worden, wird man einen Fehlfokus sehen. Die Kamera kann mit dem AF Sensor so lange und so oft hin sehen wie sie will, wenn sie vom Objektiv nicht den richtigen Hinweis bekommt wo sich die wahre Fokusebene befindet, kann es nichts werden."

Ist das der Wert, den man bei einigen Canon Kameras objektiv-spezifisch justieren kann?

Gruß

 

[wildtapir]

@Nightshot

"........Bei der Objektivjustage wird nun genau diese Abweichung ermittelt und ins Eprom vom Objektiv geschrieben. Bei der Kommunikation mit der Kamera wird der Wert ausgelesen und die Kamera weiß nun genau, um welchen Betrag und Richtung sie das Objektiv absichtlich fehl fokussieren muss, damit das wirkliche Bild auf dem Hauptsensor scharf wird. Und jetzt ist es ganz einfach, ist bei der Justage der falsche Korrekturwert ins Eprom geschrieben worden, wird man einen Fehlfokus sehen. Die Kamera kann mit dem AF Sensor so lange und so oft hin sehen wie sie will, wenn sie vom Objektiv nicht den richtigen Hinweis bekommt wo sich die wahre Fokusebene befindet, kann es nichts werden."

Ist das der Wert, den man bei einigen Canon Kameras objektiv-spezifisch justieren kann?

Gruß

Das kann nicht nur ein Wert sein. Die Abweichung hängt bei Zooms auch von der Brennweite ab. Wird die gesamte Tabelle angepasst/umgeschrieben?

 

[HorstH]

Das kann nicht nur ein Wert sein. Die Abweichung hängt bei Zooms auch von der Brennweite ab. Wird die gesamte Tabelle angepasst/umgeschrieben?

Warten wir mal ab, was Nightshot sagt.
Aber du hast das Problem dieser Justagemöglichkeit richtig erkannt:
Funktioniert nur für EINE Brennweite.
Deshalb verzweifeln viele Selbstjustierer!

 

[DS2002]

Warten wir mal ab, was Nightshot sagt.
Aber du hast das Problem dieser Justagemöglichkeit richtig erkannt:
Funktioniert nur für EINE Brennweite.
Deshalb verzweifeln viele Selbstjustierer!

Der Wert der Selbstjustage wird sicher in der Kamera abgelegt und gilt daher für alle Brennweiten eines Zoom-Objektivs. Eine Justage von Kamera und Objektiv beim Service hingegen betrifft wahrscheinlich die Tabelle im Objektiv und ist daher für mehrere Brennweiten möglich. Canon selbst sagt ja, dass die Selbstjustage eine Art Notbehelf ist, wenn der Service nicht auf die Schnelle verfügbar ist.

 

[-DaKo-]

Der Wert der Selbstjustage wird sicher in der Kamera abgelegt und gilt daher für alle Brennweiten eines Zoom-Objektivs. Eine Justage von Kamera und Objektiv beim Service hingegen betrifft wahrscheinlich die Tabelle im Objektiv und ist daher für mehrere Brennweiten möglich. Canon selbst sagt ja, dass die Selbstjustage eine Art Notbehelf ist, wenn der Service nicht auf die Schnelle verfügbar ist.

Auch in der Kamera selbst können Korrekturwerte in Abhängigkeit von der Brennweite (und natürlich dem jeweiligen Objektiv und zudem getrennt für jeden Fokuspunkt und getrennt bei den entsprechenden Fokuspunkten für Blende 2.8 und 5.6 Messung) hinterlegt werden (allerdings nicht durch den Endanwender). Sicher der Fall ist das (durch eigene Erfahrung belegt) mindestens ab der 5D sowie allen neueren.

Was allerdings trotz entsprechender Probleme mancher Kamera/Objektiv-Kombis nicht (direkt) geht ist eine Korrektur abhängig von der Fokusentfernung.

 

[Nightshot]

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

Der mechanische Antrieb ist sicher einer der schlechtesten und eine Quelle der Unsicherheit. Witzig ist, dass genau dieses Objektiv das Referenzobjektiv ist, mit dem die ganze EOS Kamerapallete auf Normmaß abgeglichen wird. Es ist mechanisch leicht verändert und hat nicht so viel Plastik, aber die Linsen sind die Referenz.

ich glaube ich klinke mich da selber mal mit meinem µC zwischen.

Habe ich auch schon lange vor, aber ich komme ja zu nichts. Einfach mal Mäuschen spielen und zuhören wenn sie sich unterhalten.

Es steht bei den Befehle ja auch immer dabei, dass DIE LINSE ANTWORTET und nicht der Adapter:

Es gibt sicher noch irgendwelche Befehle vom Objektiv, die Hauptfrage ist doch nur ob die von der Kamera ausgewertet werden und etwas zur Folge haben. Ich hab immer beim Objektiv was verändert und gesehen wie die Kamera auf die veränderten Bedingungen reagiert. Diesen "hab meine Schritte gefahren" Befehl konnte ich bei einem Zoom mit defektem Brennweitenenkoder simulieren. Die Kamera meinte nur: Wah, warum bleibst stehen, schleich di und drah di weider". Also selbst wenn der Befehl existiert hat es die Kamera nicht gekümmert und hat weiteren Anweisungen geschickt.

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?

Der hat aus dem Grund aber auch seinen eingen Justagewert im Objektiv hinterlegt.

Ist das der Wert, den man bei einigen Canon Kameras objektiv-spezifisch justieren kann?

Der in der Kamera hinterlegte Wert ist ein globaler Override. Erst werden die Korrekturen von Kamera und Objektiv verwendet und die Feinkorrektur legt dann nochmal eine Ecke in die eine oder andere Richtung drauf.

 

[zzzip]

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.

Das macht Sinn, zumindest bei "großen" Phasendifferenzen. Die üblichen Erklärungen wie Schnittbildmattscheiben funktionieren und wie AF Module das Verfahren nutzen, lassen leider immer außen vor, wie der Abstand der beiden Bildteile bestimmt wird.

Das passiert in der Praxis durch Bestimmung der Korrelation der beiden Bildteile. Bei starker Fehlfokussierung auf ein natürliches Motiv wird aber nur wenig Kontrast übertragen. Dem entsprechend gering ist die Korrelation, bzw gibt es mehrere Verschiebungen, die alle ungefähr gleich gut sind. Mit jeder Änderung der Fokussierung (in die richtige Richtung) werden mehr Details sichtbar und bessere Korrelation können bestimmt werden.

 

[Berschi]

Dieses Nicht-Verifizieren des Fokus' wurde von Nikon-Usern bezweifelt und zumindest für das Nikon-System ausgeschlossen. Dort soll ein Regelkreis existieren, mit dem das AF-Modul das korrekte Fokussieren überwachen und gegebenenfalls korrigierend eingreifen kann (auch im Single Shot-Modus).

Kurze und knappe Frage:

wenn dem bei Nikon so wäre, warum brauchen sie dann ebenso eine Mikro-Justage in den Kameragehäusen, wie bei anderen Herstellern auch?

Gruß
Peter

 

[DS2002]

Kurze und knappe Frage:

wenn dem bei Nikon so wäre, warum brauchen sie dann ebenso eine Mikro-Justage in den Kameragehäusen, wie bei anderen Herstellern auch?

Gruß
Peter

Vielleicht dann, wenn die Linsen optische Unzulänglichkeiten haben (siehe verlinkter Beitrag von Nightshot) wie sphärische Aberration etc. Es ist schon auffallend bei dem Colorfoto-Test, dass bei den Nikon kaum ein Fehlfokus auftritt (rote Balken nur geringfügig länger als schwarze). Das kann natürlich auch Zufall sein, so viele Kameraexemplare wurden ja nicht getestet. Die Nikonianer sind sich jedoch mit dem Regelkreis recht sicher. Die letzten Beiträge in dem Thread dort (siehe Link in meinem Eingangspost) sind da lesenswert.

 

[DS2002]

Das macht Sinn, zumindest bei "großen" Phasendifferenzen. Die üblichen Erklärungen wie Schnittbildmattscheiben funktionieren und wie AF Module das Verfahren nutzen, lassen leider immer außen vor, wie der Abstand der beiden Bildteile bestimmt wird.

Das passiert in der Praxis durch Bestimmung der Korrelation der beiden Bildteile. Bei starker Fehlfokussierung auf ein natürliches Motiv wird aber nur wenig Kontrast übertragen. Dem entsprechend gering ist die Korrelation, bzw gibt es mehrere Verschiebungen, die alle ungefähr gleich gut sind. Mit jeder Änderung der Fokussierung (in die richtige Richtung) werden mehr Details sichtbar und bessere Korrelation können bestimmt werden.

Sinn macht es schon, aber funktioniert das auch so?
Die Sache geht ja so los, dass die Kamera mittels AF-Modul einen konkreten Verfahrweg für das Objektiv bestimmt. Dieser Weg wird an das Objektiv gemeldet und das Objektiv beginnt zu fahren. Wenn jetzt das AF-Modul weiter messen würde und Korrekturwerte errechnen würde, dann müsste es auch jederzeit wissen, wo die Fokussierung des Objektivs gerade steht. Diese Information ist notwendig, um den verbleibenden Verfahrweg zu berechnen. Das erfordert also eine ständige Kommunikation zwischen Kamera und Objektiv während des Fokussierens. Wenn man so vorgehen würde, dann wäre die Anweisung der Kamera an das Objektiv, einen bestimmten absoluten Weg zu fahren unnötig. Man würde doch eher das Objektiv in die richtigen Richtung losfahren lassen und bei Erreichen des Fokus (das AF-Modul misst kontinuierlich) das Fahren stoppen. So scheint es bei Nikon zu sein. Bei Canon hingegen wird dem Objektiv ein absoluter Weg mitgeteilt und das Objektiv selbst hat einen Sensor und Regelkreis, um sicherzustellen, dass dieser Weg auch umgesetzt wird. Deshalb glaube ich nicht, dass das AF-Modul ständig misst und Bestandteil eines Regelkreises ist, der die Fokussierung steuert.

 

[zzzip]

Sinn macht es schon, aber funktioniert das auch so?

Kein Ahnung wie es wirklich gemacht ist. Aber allein weil der Fokusmotor scheinbar in einem Rutsch eine neue Position anfährt, würde ich nicht ausschließen, das in mehreren Schritten vorgegangen wird. So lange die Kamera die anzufahrende Fokusposition in absoluter Größe angibt, braucht es für Korrekturen auch nicht die aktuelle Position zu wissen. Das Kommando "fahr zu Position x" ist auch während des Fahrens zu einer anderen Position eindeutig.

Außerdem bezieht sich meine Anmerkung nur auf deutliche Fehlfokussierung. Für kurze Distanzen kann genau so gut ein anderes Verfahren angewendet werden. Tut mir leid, daß ich auch nur spekulieren kann, aber Nightshots Beschreibung macht für mich den meisten Sinn.

Noch eine Anmerkung zur geschlossenen Regelschleife: Ich denke dieser Ansatz war nur zu Zeiten und in Systemen sinnvoll, bei denen der Fokusmotor in der Kamera saß. Da musste man nach Erreichen der errechneten Position immer noch das mechanische Spiel herausfahren. Elektronisch gesteuerte Objektive hingegen können der Kamera beliebig die Hucke volllügen über ihre Fokuseigenschaften, so lange sie per interner Regelung dafür sorgen, daß die Geschichte nicht auffliegt. EF-Bajonett Objektive werden in dieser Hinsicht noch eher harmlos sein, weil auf dem Stand der 80er Jahre. Bei 4/3 Objektiven hingegen scheint die AF Berechung im Objektiv stattzufinden, da manche Objektive manche AF Modi nur nach Firmwareupdate unterstützen.

 

[Nightshot]

Bei starker Fehlfokussierung auf ein natürliches Motiv wird aber nur wenig Kontrast übertragen. Dem entsprechend gering ist die Korrelation, bzw gibt es mehrere Verschiebungen, die alle ungefähr gleich gut sind. Mit jeder Änderung der Fokussierung (in die richtige Richtung) werden mehr Details sichtbar und bessere Korrelation können bestimmt werden.

Nur bedingt. Das AF Modul sieht immer recht scharf auch bei starker Defokussierung (dein Bild im Schnittbild bekommst auch nur schwer unscharf). Das Problem liegt darin, dass es gar keinen Überlapp zwischen den AF Sensorzeilen mehr gibt. Neuere AF Module haben dafür in der Bildmitte extra lange Sensorzeilen um auch extremen Versatz erfassen zu können. Mit dem ist dann zumindest schon mal die Richtung bestimmbar in der zu fahren ist. Bei langen Makros hilft auch diese Defokussensorzeile nicht mehr und das Objektiv geht auf Suche. Ist das anvisierte Objekt hell, so ist der Suchlauf schnell, da der AF Sensor kurz belichten kann, ist es sehr dunkel fährt das Objektiv mit langsamerer Geschwindigkeit, da das AF Modul länger zum Belichten braucht und ansonsten alles verwaschen wäre.

Wenn jetzt das AF-Modul weiter messen würde und Korrekturwerte errechnen würde, dann müsste es auch jederzeit wissen, wo die Fokussierung des Objektivs gerade steht. Diese Information ist notwendig, um den verbleibenden Verfahrweg zu berechnen.

Und genau deshalb sendet die Kamera nur den gemessenen Phasenversatz, den Rest berechnet das Objektiv, das hat ja alle notwendigen Parameter direkt vorliegen.

Bei Canon hingegen wird dem Objektiv ein absoluter Weg mitgeteilt und das Objektiv selbst hat einen Sensor und Regelkreis, um sicherzustellen, dass dieser Weg auch umgesetzt wird.

Den einzigen Sensor den im Objektiv finden wirst ist der zur Zählung der Motorschritte. Ohne den würde ein USM auch gar nicht funktionieren. Den Sensor kannst nur sparen wenn gleich einen Schrittmotor verbaust, das wird beim AF aber nicht gemacht. Schrittmotoren findest nur in der Blende.

 

[DS2002]

Und genau deshalb sendet die Kamera nur den gemessenen Phasenversatz, den Rest berechnet das Objektiv, das hat ja alle notwendigen Parameter direkt vorliegen.

Und die Kamera misst während des Fokussierens kontinuierlich den Phasenversatz und meldet ihn an das Objektiv? Wenn der Phasenversatz praktisch Null geworden ist, würde das Objektiv doch aufhören mit fahren. Warum gibt es dann also einen Fehlfokus? Alles nur Randstrahlenabbildungsunzulänglichkeiten (tolles Wort fürs Galgenraten )?

 

[Hanswurscht]

Und die Kamera misst während des Fokussierens kontinuierlich den Phasenversatz und meldet ihn an das Objektiv? Wenn der Phasenversatz praktisch Null geworden ist, würde das Objektiv doch aufhören mit fahren. Warum gibt es dann also einen Fehlfokus? Alles nur Randstrahlenabbildungsunzulänglichkeiten (tolles Wort fürs Galgenraten )?

Weil der Fokuspunkt nicht unbedingt auf dem Bildsensor liegt (sondern davor oder dahinter) wenn die Kamera Null Phasenversatz misst.
Drum muß die Knippse ja auch justiert werden. Es muß ihr gesagt werden, bei welchem gemessenen Phasenversatz der Fokuspunkt genau auf der Bildsensorfläche liegt. Das liegt daran, daß der Strahlengang zum AF-Sensor ein anderer ist als der zum Bildsensor. Baulich bedingte Abweichungen zwischen AF Strahlengang und Bild-Strahlengang müssen durch die elekronische Justage ausgeglichen werden.

 

[wildtapir]

Hatte gerade eine Idee:

Die interne Kamera Justage könnte doch automatisiert werden. Die Kamera müsste nur zuerst mit zb. dem zentralen AF-Feld fokussieren und danach mit dem Kontrast-AF (wie in Lifeview) (alles natürlich am Stativ mit gleichen Motiven). Die Differenz gülte es dann durch irgendwelche Korrekturparameter auszugleichen.

Erweiterung:
Wenn man den Vorgang für mehrere Distanzen und Brennweiten wiederholten würde, wäre es ein leichtes, eine ganze Korrekturtabelle für spätere Parameterinterpolationen zu errechnen oder zu erstellen.

Kompletter Holzweg? Oder soll ich zum Patentamt eilen?

 

[LIMALI]

Ich gehe einmal davon aus, das es kein Problem sein kann und ist, das Bajonett, AF-Modul, Sensor, in immer gleichem Abstand zueinander auszurichten. Auf 1/100 oder wenn notwendig 1/1000 zu fertigen und justieren stellt ja heutzutage kein Problem mehr dar,- oder?

Wurde hier ja eher als Abweichung der Optik beschrieben.

Ist der Grund für das Glücksspiel AF also fast ausschliesslich in der Optik zu suchen?
Wenn ja, warum ist das so? Klar, unterliegt die Fertigung der Objektivbauteile einer gewissen Toleranz. Aber dafür gibts ja Laservermessung und sontwas?!
Wird Werkzeug verwendet, dass nicht mehr präzise genug arbeitet, sodass die Mechanik zu unterschiedlich ausfällt?

Oder ist es in der Hauptsache immer noch schwer möglich ein Glas derart präzise zu bearbeiten, und ein zu großer Aufwand es zu vermessen, dodass jedes Glas derart unterschiedlich ist, dass der AF in der uns bekannten Bauart scheitern muß?

Wo liegt die Schwierigkeit eine Möglichkeit einzubauen, die es dem Nutzer mittels Stativ und LiveView gestattet, den EPROM selbts mit Daten zu beschreiben? Ich geh auf 18mm, stell scharf, und speichere diesen Zustand als scharf. Das mach ich dann für mehrere Brennweiten. Je mehr desto Besser? Den Rest rechnet sich die Kamera aus. Mechanische Ungenauigkeiten, die einen Unterschied bedingen, von welcher Seite her der Fokus angefahren wird, kann man so vermutlich nur schwer wegbringen, aber zumindest liesse sich auch dort ein "Mittelwert" aus Fokusannäherung linksdrehend und rechtsdrehend ermitteln.

Wären Toleranzen im Glas also gar nicht das Problem, sondern die Toleranzen zwischen der Kamera- Linsenpaarung durch einfaches Feinjustieren des Nutzers und die Schaffung dieser Möglichkeit durch den Hersteller die Lösung? Diese Möglichkeit müßte ja nicht in der breiten Masse kommuniziert werden, sondern genügte als Hinweis an den Erfahrenen Nutzer irgendwo zu beschreiben, sodass nicht jeder sofort auf Fokusprobleme aufmerksam wird und der Service überlastet. Man sollte damit,- und der Möglichkeit die ursprünglichen Daten wieder herzustellen doch den Service weit weniger bemühen müssen?!

Oder machen die da beim Service viel was anderes, als den Eprom bei verschiedenen Einstellungen zu beschreiben?
(Abgesehen von Einzelfällen? bei denen die Kamerajustage nicht passt.)

Edit: Zu lange mit schreiben gebraucht....

 

[DS2002]

Weil der Fokuspunkt nicht unbedingt auf dem Bildsensor liegt (sondern davor oder dahinter) wenn die Kamera Null Phasenversatz misst.
Drum muß die Knippse ja auch justiert werden. Es muß ihr gesagt werden, bei welchem gemessenen Phasenversatz der Fokuspunkt genau auf der Bildsensorfläche liegt. Das liegt daran, daß der Strahlengang zum AF-Sensor ein anderer ist als der zum Bildsensor. Baulich bedingte Abweichungen zwischen AF Strahlengang und Bild-Strahlengang müssen durch die elekronische Justage ausgeglichen werden.

Ja, das ist natürlich möglich, aber trivial. Die Rede ist von den Fällen, wo das AF-Modul da sitzt, wo es hingehört. Viele haben mehrere Objektive, die passen und eins, das nicht passt. In dem Fall ist die Position des AF-Moduls sicher korrekt, trotzdem gibt es einen Fehlfokus (bei dem einen Objektiv).

 

[Nightshot]

Kompletter Holzweg? Oder soll ich zum Patentamt eilen?

Logisch geht das. Und wenn die Firmware open source wäre, dann hätten wir das auch schon seit 2 Jahren.