Beugungsbegrenzte Optik, was ist das?


  • Wer es noch nicht beurteilen kann, ich habe noch andere Aufnahmen.


    Hallo Friedrich,


    ich habe nicht mal ansatzweise ´ne Ahnung was du überhaupt meinst :confused: :o


    Gruß Uwe

  • Es geht um die Beugung des Lichts durch die Blende, wobei ich das Phänomen zwar kenne, allerdings nur durch das Lesen von Lektüren. Jedenfalls, es kann passieren, dass das Licht als s.g. Beugungsscheibchen abgebildet wird:


    Geht prinzipiell darum: http://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen


    Aber ehrliche gesagt, ich kenne das Phänomen aus der Praxis gar nicht und kann es somit nicht wirklich beurteilen, aber nach dem was ich weiß und was im Artikel steht, eher nicht, weil die dunklen Kreise fehlen. Da würde ich eher auf so etwas wie Blendenflecke (Lens Flare) tippen. Wobei das dort oben schon extrem ist.

  • Das, was man in den Beispielbildern von Friedrich sieht, sind "Lensflares" bzw. Reflexe innerhalb des Objektivs. Der Versatz der Flächen kommt von der Annordnung der Linsen zueinander und ändert sich mit der Fokussierung und Zoomverstellung. Die Größe hängt ab von Blende und Einfallswinkel der starken kleinen Lichtquelle (oder dem hellen Reflex eines Tropfens, einer Glasperle etc.). Das Aussehen dieser Reflexe in der Unschärfe ist also abhängig von der Objektivkonstruktion. Ob die Scheiben (oder unscharf dargestellten Teile des Motivs) harte oder weiche Ränder haben, also die Art des Unschärfeverlaufs, ist das was man unter Bokeh versteht.


    Die Beugung (Beugungsscheibchen, Airy disk) ist im Größenbereich unter einem Pixel bis knapp darüber und wird erst bei Blenden ab 5,6...8,0 etwa mit einem so ausgezeichnet korrigierten Objektiv wie dem 150/2,0 an einer E-30 z. B. als beginnende Unschärfe erkennbar. Die "förderliche Blende" ist bei dem 150/2 ungefähr 2,8...4,0 weil darunter ein geringer Kontrastverlust auftritt (bis ~2,4).


    Mit der E-30 und dem Makro 50/2.0 hatte ich mal einen Versuch gemacht. Dabei befand sich im stockdunklen Raum in ca. 5m Entfernung von der Kamera ein Kästchen mit 0,3 bis 0,5 mm großen Löchern und darin eine Weißlicht-LED-Lampe, die durch die Löcher geleuchtet hat. (Im Bild 2 unten rechts ungefähr in Originalgröße.) Auf diese Entfernung konnte dann die von der Wellenlänge abhängige Beugung an den Kanten der Löcher sichtbar gemacht werden. Um das deutlich zu zeigen, musste ich die Löcher in der Darstellung auf 800% aufblasen. Daran sieht man, wie gering die Auslenkung auf 5 m Entfernung ist. Die Beugung im Objektiv ist da noch weit weg und wird auch nicht farbig sichtbar, sondern nur in Form einer leichten Unschärfe, deutlich erst bei Blende 16.
    Bild 3 ist das auf 1000x750 verkleinerte Originalbild.

  • Danke Wolfgang, für die Erklärung.


    Das Bild zeigt Trockenblumen. Diese werden von Reflexen der Sonne an Autoscheinwerfern durch die Balkonscheibe beleuchtet.
    Das ergibt die großen grauen und weissen "Bälle" oder das Unschärfebokeh.


    In diesen sind zwei, drei, vier sehr kleine runde Kreise zu sehen, die wie Airy Disks aussehen.
    Erzeugt werden sie nach meiner Meinung an der ideal kleinen Kante von Staubpartikeln auf der Balkonscheibe, an der das Licht gebeugt wird.
    http://www.otterstedt.de/wiki/index.php/Beugungsscheibchen
    Mit Formel: Durchmesser airy = 2,44 λ * f / D ergibt sich beim 70-300 53,6mm Öffnung bei 300mm und 560nm (Wellenlänge Licht) eine Größe von 0,0076477mm.


    Bei Blende 11 ergibt sich mit 27,27mm Öffnung bei 300mm ein theoretisches sichtbares airy von 15µm.






    Ich kann nur nicht sicher Abschätzen, ob die sichtbaren, im schwachen Kontrast dargestellten "Scheibchen" diese Größe auf dem Foto haben.


    Gruß
    Friedrich


    Im ersten Bild sind es 239mm bei F5,6... ergeben 6µm 0der 0,00609 mm
    ...andererseits die 4032 x 3024 werden auf 1000x750 Pixel verkleinert und als nah zu Din A4 Blatt auf dem Monitor dargestellt und zeigen dort ein 1 -2mm großes Scheibchen....


    2 Mal editiert, zuletzt von alike ()

  • (...)
    Ich kann nur nicht sicher Abschätzen, ob die sichtbaren, im schwachen Kontrast dargestellten "Scheibchen" diese Größe auf dem Foto haben.


    Gruß
    Friedrich
    (...)


    Diese markierte Scheibchen haben mit der von der Öffnung abhängigen Beugung IM Objektiv ganz sicher nichts zu tun. Sie sind vermutlich das Abbild von Beugung (Airy disk) an kleinen Partikeln, so wie ich es in Bild 1 (nur eben mit Löchern, was aber prinzipiell genauso wirkt) dargestellt habe. Auf die Entfernung zum Objektiv kann sich der Effekt soweit aufgeweitet haben, dass er in dieser Form sichtbar wird.
    Eine andere Erklärung fällt mir dazu jetzt nicht ein. Da ich das aber interessant finde, gehe ich dem mal genauer nach.
    Edit:
    Sodele, habe nochmal nachgefragt. Es gibt noch eine andere Erklärung zu der oben schon angegebenen. Das könnte ein Versuch klären. Was passiert mit diesen winzigen Scheibchen, wenn der Bildausschnitt geringfügigst verschoben wird? Wenn sich dann die Position der Scheibchen auf dem Kamerabild mit verändert, dann gilt obige Beschreibung. Wenn die Scheibchen bei gleicher Blende genau so an dieser Position diese Gestalt behalten, dann können das winzigste Einschlüsse im Glas (auch Bläschen) oder auch winziger Staub innerhalb des Objektivs oder einem Filter davor sein. Staub auf dem Filter vor dem Sensor wirft nur mehr oder weniger unscharfe Schatten ohne die Ringe höherer Ordnung. Die Ursache der Ringelchen muss entweder im Feld vor dem Objektiv oder in der Nähe einer Zwischenbildebene im Objektiv liegen, die noch relativ scharf abgebildet wird.

    Schöne Zeit und immer gut Licht
    Wolfgang_R


    Der Amateur sorgt sich um die richtige Ausrüstung, der Profi sorgt sich ums Geld und der Meister sorgt sich ums Licht. (Georg IR B.)
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    3 Mal editiert, zuletzt von wolfgang_r () aus folgendem Grund: Edit

  • Wolfgang vielen dank für die Erklärungen. :)


    Es ist so, das sich beim Versatz, also anderem Winkel von Kamera zum Fenster bei gleichem Ausschnitt, nur etwas höher oder niedriger oder mehr seitlich die "Kreise" an gleicher Position auf der Scheibe wieder zu sehen sind.
    Staub im Objektiv, auf der Frontlinse sowie auf dem Sensor kann ich ausschließen.


    Daher gehe ich auch davon aus, das sich die eigentlich sehr kleinen airy disks sich wie die Bokeh "Bällchen" durch den Grad (Abstand der Unschärfe von der Fokusebene) vergrößeren.


    Gruß
    Friedrich
    239mm bei F5,6 OL076209CR als Crop


    215mm bei F6,3 OL076208CR als Crop


    Gleiche Position auf der Scheibe; unterschiedliche Position in Bezug auf der Linse, als dargestelltes Bokeh der Öffnung.

    Einmal editiert, zuletzt von alike ()

  • Prima Friedrich, was wir so alles herausfinden. Ich habe auch wieder etwas dabei gelernt.


    Der Aufweitungseffekt durch die Auflösung der Optik (ganz grob ausgedrückt) wird übrigens hierbei ausgenutzt:
    http://pubget.com/search?q=aut…22Jonas%20F%C3%B6lling%22


    http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/2009/foelling/foelling.pdf

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    Wolfgang_R


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  • Zur Darstellung der durch Beugung verursachten Unschärfe habe ich hier zwei Bilder aus der E-3 ausgegraben. Obere Hälfte der 100%-Darstellung jeweils bei Blende 16, untere Hälfte bei Blende 5,6.
    Aufnahmedaten:
    E-3
    Objektiv 150/2,0 plus EC-20 = Brennweite 300mm
    ISO 100
    Blende siehe oben
    Blitzbelichtung
    Fokussierung mit LV und Lupe

  • Ganz ehrlich?


    Selbst die bei Blende 16 sehen immer noch gut aus, ich glaub die verwendete Linse war ungeeignet;):P


    Neh, im ersten seh ich es sehr deutlich:D


    Danke für das gute Beispiel:]

Unserer Olympus-Fachhändler

Foto Baur