Autofokus

Als Autofokus wird die Technik bezeichnet die bei einer Kamera automatisch auf ein Motiv scharf stellen kann. Es wird dabei zwischen zwei grundsätzlichen Arten unterschieden, zum einem dem passiven Autofokus, der nur das vom Motiv reflektierende Licht verwendet und dem aktiven Autofokus der auch bei schwierigen Lichtverhältnissen (z.B. bei totaler Dunkelheit) noch funktioniert.

Passiver Autofokus

Die heutzutage wohl am meisten verbreiteste Technik sind die passiven Systeme, dabei wird der Phasenvergleich und die Kontrastmessung zum scharf stellen herangezogen. Um gute Ergebnisse erzielen zu können ist man bei diesem Autofokus darauf angewiesen, dass genügend Licht und im Idealfall ein großer Motivkontrast gegeben sind.

Kontrastmessung

Bei der Kontrastmessungsmethode wird die Bildweite des Objektivs solange variiert bis das Kontrastverhältnis sein Maximum erreicht. Dabei gilt es zu beachten, dass die Kamera im Gegensatz zum Fotografen keine Vorstellung davon haben kann wie weit ein Motiv in etwa entfernt liegt, deshalb reicht eine einzige Messung nicht aus um eine exakte Fokussierung zu gewährleisten. Nur wenn mindestens zwei Messungsergebnisse vorliegen ist der Kamera nicht nur die Richtung bekannt, sondern auch die Fokusposition kann eventuell extrapoliert werden.
Die Kontrastmessung wird meistens von den kompakten Digitalkameras verwendet, da hier sowieso ein Bildsensor vorhanden ist bei dem das gesamte Format ausgefüllt wird. In der Regel wird dabei das relative Verfahren (Depth from Focus) genutzt. Hierbei übernimmt der Prozessor der Kamera die Berechnung der Frequenzverteilung, wobei die endgültige Schärfe der Bilder vom Anteil der hohen Frequenzen abhängt. Je höher diese ausfallen umso besser das Ergebnis. Das relative Verfahren hat zur Folge, dass mehrere Fokussierungen benötigt werden um die Richtung der Fokussierung, sowie eine Verbesserung der Schärfe zu ermitteln. Dies schlägt sich dann wiederum auf die Kapazität der Batterie und die benötigte Zeit zum Scharfstellen nieder.

Phasenvergleich

Die Methode des Phasenvergleiches erfordert einen speziellen Sensor und ist um einiges aufwendiger, verlangt dem Prozessor aber deutlich weniger Leistung ab und ermöglicht es bereits mit der ersten Messung die Fokussierrichtung zu bestimmen. Beim Phasenvergleich handelt es sich um die ältere Technik die bereits im Jahre 1976 entwickelt wurde.
Das Prinzip, dass hier Verwendung findet, basiert auf zwei Autofokussensoren die in derselben Linse verbaut werden (es handelt sich um das so genannte Stereobild). Diese Verfahrensweise hat zum Ergebnis, dass eine wesentlich schnellere und präzisere Fokussierung möglich ist. Allerdings ist diese Technik um einiges schwieriger zu realisieren und wird deshalb in der Regel nur in den teuren Spiegelreflexkameras verbaut.

Aktiver Autofokus

Der wohl größte Vorteil des aktiven Autofokus ist die bereits erwähnte Möglichkeit auch bei völliger Dunkelheit noch scharf stellen zu können. Dies geschieht mittels Ultraschallwellen oder durch eine passive Beleuchtung des Motivs.

Ultraschall

Beim Ultraschallverfahren handelt es sich die gleiche Technik wie sie auch bei U-Booten (Sonar) Verwendung findet. Dabei wird der zeitliche Abstand ermittelt den der zu reflektierende Schall vom Objekt benötigt um wieder zur Kamera zurück zu gelangen. Aus diesen Informationen wird dann die Entfernung errechnet und die entsprechenden Fokussierungseinstellugen vorgenommen. Dieses Verfahren ist äußerst schnell und benötigt keine Testfokussierung wie sie bei der Kontrastmessung von Nöten ist. Diese Art der Fokussierung hat aber auch seine Schattenseiten, so ist es folglich nicht möglich einen exakt gewählten Punkt oder z.B. ein hinter einer Glasscheibe gelegenes Objekt zu fokussieren.

Beleuchtung

Trotz zu geringer Leuchtleistung des Motivs ist es bei diesem Verfahren dennoch möglich einen Phasenvergleich oder eine Kontrastmessung durchzuführen. Wobei man aber auf gewisse Hilfsmittel zurückgreifen muss um die Leuchtleistung zu verstärken. Unter anderem kann durch eine passive Lichtquelle (z.B. einer Taschenlampe) oder durch mehrere Messblitze der Kamera eine kurzzeitige Aufhellung erfolgen um die korrekten Fokussierungseinstellungen zu ermitteln. Die bei der Fotografie zur Verwendung kommenden Hilfslichter sind häufig "Rot" oder "Infrarot". Die Hilfslichter werfen normalerweise einen in Mustern aufgeteilten Lichtfleck auf das zu fotografierende Motiv, dadurch ist es sogar unter sehr widrigen Umständen möglich ein Objekt noch scharf zu stellen, selbst wenn das Objekt kaum eigene Kontraste aufweist. Dies führt dazu dass viele Fotografen selbst bei guten Lichtverhältnissen diese Technik anwenden um ein bessere Kontrastverhältnis zu erlangen.
Die Alternative zu einem Hilfslicht ist das zur Fokussierung kurze Messblitze verschossen werden um das Motiv aufzuhellen. Dies mag aber unter gewissen Gegebenheiten nicht möglich sein (Museum) und hat außerdem den Nachteil das nur Motive mit genügend eigenem Kontrast scharf gestellt werden können.