Autofokus

Autofokus (AF) bezeichnet in der Fotografie eine Technik zur automatischen Scharfstellung der Abbildung auf das Motiv. Dazu wird entweder die Entfernung zum abzubildenden Objekt oder der Kontrast des Bildes ausgemessen. Anschließend werten Sensoren aussagekräftige Bildbereiche aus und stellen das erkannte Motiv scharf. In aktuellen Kameras kommt hauptsächlich passiver Autofokus zum Einsatz. Dieser setzt ausreichend Beleuchtung und einen Mindestkontrast des Motives voraus. Moderne Kameras verfügen daher über ein Hilfslicht zur aktiven Beleuchtung des Motives während der Fokussierung. Aktiver und passiver Autofokus sowie die Ausstattung aktueller Kameras werden im Folgenden erläutert.

Die erste Kamera mit aktiver Autofokus-Funktion war die 1980 vorgestellte Canon AF 35 M. Kameras mit aktivem Autofokus bestimmten die Entfernung zum Objekt mit Ultraschall oder Infrarot und stellten auf die gemessene Entfernung scharf. Diese Messung erfolgt zwar schnell und funktioniert auch bei Dunkelheit, ist jedoch in der Reichweite begrenzt, nicht genau und funktioniert auch nicht durch Glas oder über Spiegel hinweg. Aktive Autofokus-Verfahren kommen bei aktuellen Kameras nur noch ergänzend zum Einsatz. So wird das Motiv bei schlechten Lichtverhältnissen aktiv von der Kamera beleuchtet, um passiven Autofokus-Verfahren die Scharfstellung zu erleichtern.

Bei passiven Autofokus-Verfahren misst die Kamera nicht die Entfernung, sondern bestimmt anhand des Kontrastes des Bildes den notwendigen Fokus. Passive Autofokus-Verfahren sind weit verbreitet. Die beim passiven Autofokus benutzten Verfahren Kontrastmessung und Phasenvergleich werden nachfolgend erklärt.

Die Pentax ME-F war 1981 die erste Kamera mit Kontrast-Autofokus. Ausreichend Beleuchtung vorausgesetzt, fokussiert die Kamera bei der Kontrastmessung das Bild so lange, bis der gemessene Kontrast am höchsten und das Bild folglich scharf ist. Dazu sind mindestens zwei Messungen notwendig, Zeit- und Motoraufwand sind hoch. Inbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen und Tele-Aufnahmen benötigt die Kamera mehrere Messungen, um den optimalen Fokus zu bestimmen. Der Kontrast-Autofokus ist preiswert umzusetzen, da er ohne zusätzliche Sensoren direkt über den Aufnahmesensor erfolgt und wird daher oft in einfachen Digital-Kameras eingesetzt.

Bereits die erste Kompaktkamera mit Autofokus, die 1977 vorgestellte Konica C35-AF, funktionierte nach diesem Prinzip. Der Autofokus per Phasenvergleich setzt auf einen oder mehrere zusätzliche Sensoren. Er funktioniert ähnlich dem in Spiegelreflexkameras ohne Autofokus anzutreffenden Schnittbildindikator, bei welchem der Fotograf zur Scharfstellung des Motives zwei Halbkreise in Deckung bringen muss. Sensoren messen den Versatz von zwei Bildausschnitten und können mit einer Messung Fokussierrichtung und Fokuspunkt bestimmen. Dieses Autofokus-Verfahren funktioniert schnell und zuverlässig, wird jedoch wegen der zusätzlich benötigten Sensoren nur in höherwertigeren Kameras eingesetzt.

Einfach Kompaktkameras verwenden die Kontrastmessung zur Fokusbestimmung, da hier der Bildsensor zur Messung benutzt werden kann und keine weiteren Sensoren notwendig sind. Höherwertige Kompaktkameras, Bridge-Kameras und Systemkameras verfügen über zusätzliche Mess-Sensoren und verwenden den aufwendigeren Phasenvergleich zur Fokusbestimmung. Moderne Spiegelreflexkameras verwenden abhängig von der Position des Spiegels entweder Kontrastmessung oder Phasenvergleich. Die Sensoren in der Kamera sind als Linien- oder als Kreuzsensoren ausgeführt. Liniensensoren können ausschließlich horizontale oder vertikale Muster erkennen, Kreuzsensoren erkennen beide Richtungen. Die Fokusbestimmung wird in verschiedenen Messfeldern durchgeführt, der Fotograf wählt dann den scharfzustellenden Bereich des Bildes aus. Durch die kurze Fokussierungszeit der modernen Systeme ist eine kontinuierliche Fokussierung auch bei Serienaufnahmen bewegter Objekte möglich, die Pausen zwischen den Bildern genügen in vielen Fällen zur Nachfokussierung.