Der japanische High-Tech-Blog Egami hat ein inter­es­santes Patent von Canon ausge­graben. In der Anfang Februar 2016 veröf­fent­lichten Patent­schrift beschreibt Canon, wie sich ein Foto durch Verschieben der Senso­rebene fokus­sieren lässt. Dieses Verfahren könnte helfen, einen kontrast­ba­sierten Autofokus spürbar zu beschleunigen – vor allem auch bei Video­auf­nahmen.

Neu ist die Idee nicht, durch Änderung der Bildebene zu fokus­sieren. Das konnte bereits die Contax AX aus den 90er Jahren – allerdings war die Idee hier aus der Not heraus geboren: Von Zeiss gab es keine AF-Objektive, also musste der Autofokus in die Kamera verlagert werden. Bei Canon liegt der Fall natürlich anders: Wie alle Kamera­her­steller sucht auch Canon nach Wegen, den sehr genauen Kontrast-Autofokus zu beschleunigen – vor allem, wenn der Fokus bei schnellen Bildserien und Video­auf­nahmen nachgeführt werden soll.

Bereits die Contax AX konnte automatisch fokus­sieren, indem die Filmebene verschoben wurde.
 

Der Kontrast-AF ist gegenüber dem Phasen-AF einer Spiegel­re­flex­kamera dadurch im Nachteil, dass er nicht erkennen kann, ob der Fokus aktuell vor oder hinter dem Motiv liegt. Zum automa­tischen Scharf­stellen muss daher der gewünschte Fokus­bereich (in immer kleineren Inkre­menten) überfahren werden, bis die optimale Einstellung gefunden ist. Die Phasen­ver­gleichs­messung kennt dieses Problem nicht, zudem reicht hier bereits ein Messwert, um die ungefähre Abweichung zur gewünschten Fokus­ent­fernung zu ermitteln.

Schneller wird ein Kontrast-AF, indem man die Daten­ge­winnung und –verar­beitung beschleunigt. Diesen Weg sind in der Vergan­genheit zum Beispiel Panasonic und Olympus gegangen. Dieses Verfahren wird aber umso wirkungsloser, je größer die Massen der Fokus­gruppen sind, die innerhalb des Objektivs bewegt werden müssen. Aus diesem Grund verbaut zum Beispiel Sony beim unlängst vorgestellten Objektiv FE 70-200mm F2.8 GM OSS für das E-Mount gleich zwei Fokus­gruppen: Eine schwere fürs Grobe, sowie eine kleinere, leichte für die Feinarbeit beim Nachführ-AF.

So könnte der AF per Sensor-Verschiebung bei Canon funktio­nieren:
Ein piezo­elek­trisches Element (gelb) rückt den Bildsensor (rot) näher an die Hinterlinse oder weiter zurück.
Ausgleichs­ge­wichte (blau) sorgen dafür, dass es nicht zu unerwünschten Vibra­tionen kommt.

 

Canons neues Patent beschreibt nun ein Verfahren zur Beschleu­nigung des Kontrast-AF, wie es ähnlich Contax bereits bei der AX angewandt hat: Fokussiert (zumindest grob) wird, indem der Sensor in der Z-Achse, also in der Bildebene verschoben wird. Problem dabei: auch der Sensor hat eine gewisse Masse. Wird sie bewegt, überträgt sich das aufs Kamera­gehäuse, was zu unerwünschten Vibra­tionen führen kann. Dem möchte Canon mit speziellen Ausgleich­ge­wichten begegnen, die seitlich platziert sind, damit die gesamte Konstruktion nicht zusätz­lichen Platz in der Tiefe benötigt.

Der „Z-Shift“-Sensor wäre vor allem bei Objektiven von Vorteil, deren AF-Antrieb nicht für den Kontrast-AF optimiert sind – also in erster Linie ältere DSLR-Optiken. Und noch einen Pluspunkt bringt ein um die Z-Achse verschiebbarer Sensor: Mit seiner Hilfe könnten Objektive und Kameras zusam­men­ge­bracht werden, die für unter­schiedliche Aufla­genmaße konstruiert sind. 

Weiter­führende Infor­ma­tionen: Patent­be­schreibung auf Japan Platform for Patent Information (Englisch).

(Martin Vieten)