SLR-Kameras mit Schwingspiegel haben einen entscheidenden Vorteil: Sie arbeiten mit einem Phasen-Autofokus, der technisch bedingt in der Regel um einiges schneller ist als der Kontrast-Autofokus spiegelloser Systemkameras und Kameras der Kompaktklasse. Beim Kontrast-Autofokus geht man davon aus, dass ein Bild scharf ist, wenn der Kontrast zwischen zwei Details am höchsten ist. Dazu muss das Objektiv allerdings mehrmals hin- und herfahren, um herauszufinden, in welcher Stellung der optimale Kontrast erreicht wird. Und das kostet Zeit.
Beim Phasen-Autofokus hingegen weiß die Kamera direkt nach der ersten Messung, wieweit das Objektiv aus dem Fokus ist. So kann der Autofokusmotor das Fokuselement im Objektiv fast direkt positionieren. Das Problem des Phasensystems aber: Nicht immer ist das Ergebnis genau.
Denn die Präzision hängt von einem exakten Zusammenspiel zwischen Objektiv und Kamera ab. Das Objektiv muss den Steuerimpuls korrekt umsetzen, was allerdings nur selten 100-prozentig gelingt, wie der Test von Image Engineering zum Thema Autofokus zeigt. Auffallend oft scheint es das System bei der ersten Messung zu belassen, das führt zu schnelleren AF-Zeiten, aber auch zu mehr Fehlern.
Funktionsweise des Phasen-Autofokus
Das Autofokus-System typischer DSLR-Kameras mit Schwingspiegel entspricht im Prinzip der Schnittbild-Indikation ihrer analogen Vorgänger: Bei der automatischen Scharfstellung wird ein Teil des durch das Objektiv einfallenden Lichts auf das Autofokusmodul gelenkt, das im einfachsten Fall aus zwei Zeilensensoren am Kameraboden besteht: Kleine Bereiche des Schwingspiegels sind teildurchlässig und schicken Licht aus dem Randbereich des Strahlenbündels über kleine Hilfsspiegel zum Kameraboden.
Dieses Licht fokussieren winzige Linsen auf die Zeilensensoren, über die es nun je nach Fokusgrad des Motivs nach vorne oder hinten wandert. Anhand der Position der Fokuspunkte berechnet die Elektronik über eine Kreuzrelation, wie weit der aktuelle Fokus vom korrekten entfernt ist. Das System erkennt also bereits bei der ersten Messung recht genau, wie weit der Fokus nach vorne oder hinten zu verlagern ist - ideal für ein hohes AF-Tempo.
Kalibrierung, Lichtstärke und Blende
Das Ganze funktioniert schnell, eine Nachjustage erfolgt häufig nicht. Ein weiteres Problem betrifft die Kalibrierung: Da beim Phasen-AF nicht der Aufnahmesensor die Motiventfernung bestimmt, sondern ein davon getrenntes Modul, muss dieses sehr genau kalibriert sein. Nur wenn das Zusammenspiel von Optik und Modul genau passt, liegt der Fokuspunkt da, wo er hingehört. Nun kann es passieren, dass die Justage nicht perfekt ist oder sich durch den harten Alltag mit der Zeit verändert. Um möglichst exakt zu arbeiten, nutzen die Autofokussysteme in der Regel zudem möglichst weit auseinanderliegende Randstrahlen. Diese existieren aber bei einem lichtschwächerem Objektiv mit kleinerer Anfangsöffnung und somit schmalerem Lichtkegel nicht.
Teildurchlässiger Spiegel: Sony SLT
Ein Nachteil des klassischen Phasen-Autofokus ist, dass dieser nicht mit Live-View und Video kompatibel ist: Bei der SLR-Kamera fällt das Licht entweder auf den Bildsensor oder auf den AF-Sensor sowie in den Sucher. Wer den Live-View aktiviert, schaltet also zugleich den Phasen-AF ab.
Eine Alternative stellen Systemkameras mit feststehendem, teiltransparenten Spiegel dar, wie es Sony in seiner SLT-Bauweise realisiert. Der Spiegel lässt einen Großteil des einfallenden Lichts permanent auf den Bildsensor fallen, der auch den elektronischen Sucher mit Bilddaten versorgt. Das restliche Licht wird ebenfalls permanent zum Phasen-Autofokussensor geschickt.
Ein Novum stellt ferner das duale Autofokussystem der Sony SLT-A99 dar: Zu dem Phasendetektionsmodul im Kameragehäuse gesellt sich ein weiteres Phasen-Autofokussystem direkt auf dem Bildsensor; das Ganze addiert sich zu einer Messmatrix von 121 Feldern, um sich bewegende Motive optimal zu verfolgen.
Testverfahren
IE fokussiert bei allen Objektivtests manuell, um die optimale Auflösung der Optik in der Bildmitte zu erreichen. Zudem wird je Brennweite eine Vergleichsreihe von zehn Testaufnahmen mit dem Autofokus gemacht, der nach jeder Einzelmessung defokussiert und so zu einer neuen Messungen gezwungen wird.
Für diesen Test haben wir 1.000 Einzelergebnisse an 50 Objektiven und drei Kameras ausgewertet. Die erreichte Auflösung in der Bildmitte zeigen unsere Grafiken mit einem Balken zu jeder Messung normiert auf 100% entsprechend dem besten Ergebnis der manuellen Fokussierung der betrachteten Brennweite.
Testergebnis
Richtig gut schneidet keiner ab, aber Canon immerhin etwas besser als die Konkurrenten mit 48 Prozent sehr gut fokussierten Bildern. Bei der Canon EOS 5D Mark III sind 18,6 Prozent der Bilder deutlich defokussiert mit Auflösungsverlusten von 20 Prozent und mehr. Die besten Ergebnisse erreichen an Canon einige herstellereigene Zooms, ganz vorne das Standardzoom EF 4/24-70 mm L IS USM mit einer gesamten Standardabweichung von im Schnitt 13,3 LP/BH. Bei den Festbrennweiten führt das 300-mm-Teleobjektiv von Canon, gefolgt vom Sigma 150-mm- und Tamrons 90-mm-Objektiv.
Auf 44 Prozent sehr gut fokussierte Bilder kommt die Sony SLT-A99. 15,5 Prozent der Bilder sind defokussiert mit einem Schärfeverlust größer 20 Prozent. Die besten Ergebnisse erzielt die Sony SLT-A99 mit dem lichtstarken Zeiss Planar T* 1,4/85 mm ZA, dem Sony 4-5,6/70-400 mm G SSM und dem Sony 2,8/70-200 mm G SSM.
22,5 Prozent der Bilder sind im Fall der Nikon D800 deutlich defokussiert, bei 41,7 Prozent sehr guten Ergebnissen. Unter den Zooms erzielt das AF-S Nikkor 4/70-200 mm G ED VR durchgängig gute Ergebnisse, im Fall der Festbrennweiten liegt das AF-S Nikkor 2,8/300 mm VR II G ED vorne. Natürlich spielt bei Nikon auch die geringere Schärfentiefe wegen der höheren Auflösung eine Rolle.
Ratgeber: So funktionieren moderne AF-Antriebe
Fazit
Wer sich blind auf den Phasen-Autofokus seiner Kamera verlässt, muss mit einem beträchtlichen Anteil unscharfer Aufnahmen rechnen. Wo es möglich ist, ist ein zweiter Schuss mit neuer Fokussierung äußerst sinnvoll.
Wahrscheinlich geht Schnelligkeit beim Fokussieren, wie sie etwa die Nikon D800 mit einem Top-Messwert von 0,19 Sekunden bei 1.000 Lux realisiert, noch immer zu Lasten der Präzision. Am Ende hat die Canon EOS 5D Mark III knapp die Nase vorn, kann aber ebenfalls nicht richtig überzeugen.
Objektivseitig gibt es keinen eindeutigen Trend, weder können die lichtschwächeren oder kurzbrennweitigen Kandidaten mit ihrer größeren Schärfentiefe punkten noch die lichtstarken mit der (theoretisch) größeren Messbasis.
Erläuterung zur Tabelle:
a) Entspricht scharf: Wie viele Aufnahme von 100 erreichen die maximale Auflösung von 100 Prozent bis mindestens 95 Prozent?b) Gut fokussiert: Die Aufnahmen erreichen 90 bis 95 Prozent der Maximalauflösung dieser Brennweite. c) Akzeptabel: Eine Schärfe von 80 bis 90 Prozent der Auflösung ist grenzwertig.d) Defokussiert: Wenn der Autofokus so unpräzise gearbeitet hat, dass die Schärfe im Bild 20 Prozent und mehr unter dem möglichen Wert liegt, betrachten wir das Ergebnis als unscharf.
