Beugungsunschärfe bei kleinen Blendenöffnungen

[Rainer]

Hallo,

in einem Bildbesprechungsthread hatte ich kurz erwähnt, daß Abblenden über ein bestimmtes Maß nicht mehr der Bildschärfe dient, weil Beugungseffekte sichtbar werden.

Da dies nicht allen Hobbyfotografen bekannt ist, mache ich einen eigenen Therad auf.

Grau ist alle Theorie - ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Deshalb verlinke ich diese Seite

http://www.muehlhaus.org/beugung.htm

die den Effekt anhand eines 100%-Crops einer Nikon D200 dokumentiert.

Die Blende, ab der die Beugungseffekte sichtbar werden, hängt vom Bildformat ab. Kleinbild verträgt auch mal Blende 22, während die kleinen kompakten Digitalkameras schon bei Blendenöffnungen kleiner als 5,6 ihre Probleme bekommen.

Wer die physikalische Erklärung nachlesen will, klicke auf

http://www.foto-net.de/net/objektive/error.html (nach unten scrollen)
http://www.elmar-baumann.de/fotografie/fragen/frage.technik.beugung.html

Gruß

Rainer

 

[Aragorn]

Der Vollständigkeit halber sollte man erwähnen das die Ausdehnung der Tiefenschärfe natürlich weiterhin zunimmt, lediglich die Gesamtschärfe des Bildes nimmt durch die Beugungsunschärfe ab.

Gruß
Markus

 

[Jens]

Sehr interessant!! Danke!

 

[Caseton]

ja, is mir noch gar nich so aufgefallen. schön das mir das auch mal jemand sagt.
das hätte ich von meiner blende nich gedacht.

grüße
caseton

 

[Darkwing Duck]

Also meine Verwirrung steigt...

Wovon ist die Beugungsschärfe abhängig (abgesehen vom Bildformat)?

Nur von der Blende?

Aus der Praxis:
An meiner Canon 350D hängt ein Sigma 150 Macro.
"Maximale" Blende ist bei diesem Objektiv 22.

Kann ich Blende 22 nutzen oder soll ich lieber auf Tiefenschärfe verzichten oder eine Blendenstufe darunter bleiben (20)?
Oder heißt es jetzt: Ausprobieren, was das bessere Foto bringt.

 

[Rainer]

Wovon ist die Beugungsschärfe abhängig

BeugungsUNschärfe.

Das Ausmass der Beugungsunschärfe wird von der absoluten Größe der Blendenöffnung bestimmt, die bei gegebener Brennweite natürlich mit der Blendenzahl korreliert. Blende 22 hat bei einer längeren Brennweite allerdings einen größeren Durchmesser als bei einem Weitwinkelobjektiv.

Aaber: die Brennweite ändert sich bei innenfokussierten Objektiven mit dem Abbildungsmaßstab (bei 1:1 hast du keine 150 mm mehr). Die Angelegenheit wird deshalb kompliziert.

Einen Exkurs in die Grundlagen der geometrischen Optik wäre hier sicher fehl am Platze (abgesehen davon, dass ich auch das ein oder andere nachlesen müsste, um korrekt zu formulieren) - deshalb hier nur die Faustregel:

Bei Blendenöffnungen kleiner Blende 11 (beim APS-C-Format) macht sich die Beugung bemerkbar. Ob es sinnvoll ist, auf Blende 22 zu verzichten, hängt alleine von der Bildwirkung ab.

Also: ausprobieren.

Ist ja auch kein Problem, eine Belichtungsreihe zu machen.

Bei den kompakten Digitalkameras setzen die Beugungseffekte schon viel früher ein. Bei meiner Olympus C-8080 werden die Bilder bei Blenden über 5,6 sichtbar unschärfer - und die hat noch einen vergleichsweise großen Sensor (2/3''). Bei den gängigen 1/2,5''-Sensoren dürfte die Grenze schon bei Blende 2,8 erreicht sein.

Gruß

Rainer

 

[Darkwing Duck]

Danke,

in diesem Zusammenhang die Frage:
Wenn ich eine DIGI-Camera mit Vollformat Sensor habe (hoffe das ist korrekt formuliert), besteht da das Problem auch bzw. ist es dort "weniger dramatisch"?

 

[Rainer]

Bei Kameras mit Vollformat-Sensor (die Bezeichnung ist ok) setzt das Beugungsproblem später ein; Blende 22 dürfte unkritisch sein. Allerdings ist die Schärfentiefe bei gleicher Blende geringer als bei Kameras mit kleineren Sensoren.

Ob unter dem Strich ein Vorteil bleibt, müsste man ausrechnen; ich fürchte eher das Gegenteil.

 

[thoschi]

Wow, die Beugungsunschärfe scheint ja einen ziemlich großen Einfluss auf die Bildqualität zu haben - auch für Freizeitfotografen mit weniger geschultem Blick. Man sollte meinen, dass neuere Objektive (in Zeiten optischer Bildstabilisatoren) das irgendwie automatisch ausgleichen können, z.B. durch Anpassung der Linsenabstände (?)

 

[Rainer]

Man sollte meinen, dass neuere Objektive (in Zeiten optischer Bildstabilisatoren) das irgendwie automatisch ausgleichen können, z.B. durch Anpassung der Linsenabstände (?)

Die Beugungsffekte entstehen an der Blendenkante. Bei offener Blende fallen sie nicht auf, weil die Randstrahlen nur einen winzigen Bruchteil der Gesamtstraheln darstellen. Je kleiner die Blendenöffnung wird, umso größer ist der Anteil der Randstrahlen und die Beugung wird sichtbar.

Wenn du eine Methode erfindest,  die Schärfentiefe zu erhöhen, ohne die Blendenöffnung zu reduzieren, hast du das Problem gelöst. Mit den klassischen Methoden der Objektivkonstruktion wird es nicht funktionieren. Aber ich habe irgendwo mal etwas gelesen, dass Wissenschaftler an einem Sensor arbeiten, der sozusagen das Bild räumlich speichert. Man braucht ja nur etliche Sensoren aufeinanderstapeln und durchsichtig machen. Die unterste Scheibe nimmt das Abbild der Nahgrenze auf, die oberste Scheibe das Abbild von Unendlich - den Rest erledigt die Elektronik und Firmware.

Eine andere Idee wäre, den Abstand des Sensorchips während der Aufnahme zu verändern bzw. während einer Aufnahmeserie. Hinterher werden die Einzelbilder zu einem Gesamtbild verschmolzen.

Softwareseitig gibt es das schon (CombineZM; HeliconFocus). Allerdings ist es Aufgabe des Fotografen, im Verlauf der Bildserie den Fokus manuell zu verstellen bzw. den Aufnahmeabstand
zu variieren..

Gruß

Rainer