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Schärfeverschiebung beim Abblenden

Hoetschie

Themenersteller
Ich beobachte an meinen manuellen Objektiven (alle) eine Eigenschaft, auf die ich im Internet keine Erklärung gefunden Habe. :(
Daher gibt es vielleicht hier ein Erklärung. (y)

Man stelle sich jetzt ein Szenario vor:
Die Kamera steht auf einem Stativ und man fokussiert ein Objekt in ca. 2m Entfernung mit einer Blende von f/1,8 an, um die Schärfeebene richtig fest zu legen. Danach blendet man auf f/5,6 ab um die Schärfeebene zu vergrößern. Dadurch verschiebt sich aber die Schärfeebene :eek: und es muss neu scharf gestellt werden!

Warum?

Schaerfeebene_Abbildung.jpg

Und wie ist es bei einem Objektiv mit Autofokus, wen es mit Offenblende fokussiert. Weiß die Kameraelektronik, das sie für die Arbeitsblende dann um …% daneben fokussieren muss?
 
Danach blendet man auf f/5,6 ab um die Schärfeebene zu vergrößern. Dadurch verschiebt sich aber die Schärfeebene :eek: und es muss neu scharf gestellt werden!

Warum?

Mit Verlaub - nein, die Schärfeebene verändert sich nicht durch das verstellen der Blende.

Von der Blende ist "lediglich" die Schärfentiefe abhängig und die Schärfeebene befindet sich immer innerhalb dieser.

Darum hast du auch im Internet nichts darüber gefunden und wirst es auch in Literatur nicht.
Damit erübrigt sich auch die Frage hinsichtlich AF-Objektive.

Was zu einer Veränderung der Schärfebene führen kann, ist, wenn die Kamera nach dem fokusieren verstellt wird.
Offenbar wurde da etwas falsch gemacht. Mögliche Fehlerquelle wäre ein versehentliches verstellen des Fokusierrings während oder nach dem Einstellen der Blende.
 
Nein, auch AF hilft da nicht viel weiter, da die Kamera beim Fokussieren noch nicht zwingend weiß mit welcher Blende später fotografiert wird.
Besonders anfällig für den Fokusshift sind Brennweiten so um die 50mm und generell Objektive, die bei Offenblende noch etwas soft abbilden.
 
@shreblov : fürchte, das führt beim TO nur noch für mehr Verwirrung.

"Fokus Shift" meint die Korrektur die aufgrund einer Verstellung der Kamera nach dem fokusieren ggf notwenig wird.

Bei der "Blendendifferenz" um Objektive die unzureichend oder gar nicht gegen Spärische Aberration korrigiert sind. Da baucht man ziemlich tief in die "optische Mottenkiste" zu greifen, dass man zu einem solchen kommt. Bei keinem meiner bisherigen Objektive - darunter auch bis zu 50ig jährige - kam das vor.
Mit Ausnahme des Nikkor DC135mm F2 AF-D bei welchem man die S.A. absichtlich verstellen konnte, um die Schärfentiefe zu verlagern.
 
Ich beobachte an meinen manuellen Objektiven (alle) eine Eigenschaft, auf die ich im Internet keine Erklärung gefunden Habe. ...
Blendenabhängiges Verschieben der Fokuslage ist bei Objektiven mit nicht perfekt auskorrigierten sphärischen Abbildungsfehlern ganz typisch. Randnah im Objektiv laufende Strahlen werden hierbei in einen anderen Fokuspunkt zusammengeführt, wie Strahlen, die vorrangig über die inneren Linsenbereiche gebrochen werden. Randnahe Strahlen dominieren die Abbildung bei f/1.8, während die zentraleren Strahlenpartien für die Abbildung bei f/5.6 verantwortlich sind. Daher werden unterschiedliche Fokuslagen erzeugt. Wie Nightshot schon richtig anmerkte, ist das Phänomen oft bei hoch geöffneten Objektiven zu sehen, die bei Offenblende ein wenig weich abbilden. Der scharfe Kern wird dabei in Offenblende durch weichere Säume umspielt, die aus den zentraleren Strahlengängen der inneren Teile der Blendenöffnung resultieren und beim Abblenden dann natürlich immer noch unscharf bleiben ... bis man sie eben entsprechend wieder nachfokussiert.
 
Zuletzt bearbeitet:
Danke an Mi67 für die gute Erklärung und an RainerT.

Konnte dieses Phänomen an verschiedenen Objektiven sehen, 20, 50 und 85mm. Vom aktuellen SEL50f1,8F bis zu meinem CarlZeiss 20mm bei Landschaften. (y)

Und da es erst so eine angeregte Diskussion über die 85mm Objektive von Sony gab, ob sie den mit Offen- oder Arbeitsblende fokussieren. Habe ich mich gefragt ob das intern in der Kamera schon berücksichtigt wird.
 
Zuletzt bearbeitet:
Danke, für deine ausführliche Schilderung, @Mi67 :)

@Hoetschie : dass das Phänomen in deratiger Häufigkeit und Ausprägung vorkommt, würde mich schon bedenklich stimmen.
Für mich wäre das inakzeptabel.
Mit leichten Farbquerfehlern hat man ja im Digitalzeitalter leben gelernt, aber S.A. in derartigem Ausmass dürfte heute nicht mehr vorkommen.
 
Physikalische gesetzmäßigkeiten können nicht inakzeptabel sein, sonnst müsste man ja gänzlich mit der Fotografie aufhören. :rolleyes:

Diese Erscheinung ist ja nicht groß und wird auch niemanden auffallen der mit Autofokus arbeitet. Ich wollte nur wissen warum das so ist, da ich hauptsächlich mit manuellen Gläsern arbeite und so über diese Erscheinung gestolpert bin.
 
Physikalische gesetzmäßigkeiten können nicht inakzeptabel sein, ...
Nun ja, man kann den Abbildungsfehler schon auch auskorrigieren. Nur hat man dann nicht mehr ein sehr kompaktes und 250 g leichtes 50/1.4, sondern ein Trumm à-la Sigma Art, Milvus oder Otus mit 800-1000 g und Dimensionen eines mittleren Teleobjektivs.
 
eine unrepräsentative Aufzählung
Der Öffnungsfehler kam bei Objektiven mit MF zu Filmzeiten häufiger vor.
Hochgeöffnete Normalos und hochgeöffnete Weitwinkel waren am ehesten betroffen, aber eigentlich war das immer eine Gefahr bei besonders lichtstarken Brennweiten.
Der Fehler heisst halt auch sphärische Aberration und prinzipiell hat JEDE Linse diesen Fehler, mehr oder weniger. Bei lichtstarken Objektiven halt mehr, die Linse KANN nicht anders, da die Kugelflächen, die sie begrenzen, zwar zum schleifen praktisch sind, aber PRINZIPIELL die falsche Fom ist. Mit asphärischen Linsen kommt man dem Öffnungsfehler am ehesten bei, die kamen aber erst relativ spät in die Massenfertigung, Canon war da Pionier mit einem 24mm f1,4, das ohne Asphären so nie geklappt hätte.
Ganz schlimm aus der damaligen Zeit war das Nikon 35mm f1,4. Wer bei 1,4 scharfstellte sollte das Bild auch bei 1,4 machen, wer mit z.B. f8 aufnehmen wollte, musste zum Scharfstellen mindestens bis f4 abblenden, um die volle Leistung zu bekommen, so stark war der Fokusshift.
Aktuell hat ein Pentax FA 35mm f2 noch Fokusshift. Ein besonderes Problem ist das bei AF, das Signal für den AF ist eigentlich unbrauchbar, da unsauber. Beim DA 35mm f2,4 hat man die Konstruktion des 35mm f2 künstlich zugemacht, um den gröbsten Fehler der Randzonen rauszuwerfen.
Die Kameras kennen bei guter elektrischer Übertragung die gewählte Blende, und meine K5 ging hin und stellte den AF bei gewählten 5,6 anders ein als bei 2,4, da konnte man zusehen. Der Designer des K5-AF wusste also die Daten vom Öffnungsfehler, besonders gut geklappt hat es trotzdem nicht.
Einige lichtstarke Tamron- und Sigmateles aus den 80ern hatten grausige Öffnungsfehler, ein Pentaxzoom 35-210mm ebenfalls. Manuelles Scharfstellen bei offener Blende war ein Raten, und wer stellt gerne abgeblendet scharf?
Die heutigen Vorgaben für AF-Objektive sollten Fokusshift weitgehend verbieten, aber es kommt trotzdem noch vor. Ein Pentax DA 50mm f1,8 kann man sich genauer ansehen. Die alten f1,2er Normalos hatten es oft, z.B. ein Rokkor 58mm 1,2. Das macht das Blumige der Offenblende aus.
Zur Vollständigkeit: es ist kein reiner Objektivfehler, sondern es kommt vor, dass ein Objektiv bei Unendlich sauber ist, im Nahbereich Öffnungsfehler hat oder umgekehrt. Es kommt ebenso vor dass ein und das selbe Objektiv auf Gehäuse 1 gut ist und auf Gehäuse 2 schlechter, das liegt an der anderen Stärke des Filtersandwiches vor dem Sensor, eine Planplatte vor dem Sensor oder Film macht halt auch Öffnungsfehler / sphärische Aberration / Fokusshift. Mein Nokton 58/1,4 ist auf der K5 sauberer als auf meiner KS2, mit anderen Objektiven ist es genau andersherum. Eine Planplatte macht keinen Fehler im parallelen Strahlengang, im konvergenten Strahlengang immer. Diesen Einfluss muss man in die optische Berechnung nehmen, das geht aber nur mit EINER definierten Stärke. Jede andere Stärke gibt dann Fehler.
Es ist also praktisch nicht so einfach, den Öffnungsfehler konsequent zu besiegen / kontrollieren. Es gibt "Künstler" die lieben Öffnungsfehler als Ausdrucksmittel. Wenn ich die Wahl habe zwischen einem 50/1,4 MIT und einem 50/2 OHNE, nehme ich das 50/2, aber wir haben ein freies Land.
ois choaf, Grüsse aus der Eifel wünscht
maro
 
und wer stellt gerne abgeblendet scharf?

Würde ich für mich als Normalfall sehen und dem TO auch empfehlen. Mit Hilfsmitteln wie Lupe oder Peaking ist das kein Problem, und bei lebenden Zielen hat man zum Abblenden ohnehin keine Zeit. Focusshift- das auch nach meiner Beobachtung bei vielen älteren Objektiven vorkommt - ist dann kein Thema mehr.
 
Nun ja, man kann den Abbildungsfehler schon auch auskorrigieren. Nur hat man dann nicht mehr ein sehr kompaktes und 250 g leichtes 50/1.4, sondern ein Trumm à-la Sigma Art, Milvus oder Otus mit 800-1000 g und Dimensionen eines mittleren Teleobjektivs.

Das Sigma 50mm F1.4 HSM war bekannt für die Kombination aus klobig UND starkem Fokus-Shift. ;)
Gegenüber den Mutanten-Nachfolgern aber sicher noch nicht ganz so schlimm.
 
@Hoetschie : dass das Phänomen in deratiger Häufigkeit und Ausprägung vorkommt, würde mich schon bedenklich stimmen.
Vielleicht sollte man das Problem mal ein bisschen relativieren.

Wenn man das Bild bei Blende 1,4 scharfstellet, wird das Ergebnis beim Abblenden auf jeden Fall schärfer (wenn man mal von Beugung absieht). Es kann lediglich sein, dass die Ebene der optimalen Schärfe etwas wandert. Bei den heutigen Sensorauflösungen kann man das halt manchmal sehen.

Nur bei Objektiven, die bei Offenblende schwächeln, kann man beim Fokussieren bei Arbeitsblende je nach Objektiv eine deutliche Verbesserung erreichen.

L.G.

Burkhard.
 
Zur Veranschaulichung ein Test mit einem Minolta MD 50mm/1,4 an Sony A6000. Die Auswertung erfolgte mit Quick MTF.
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:
Ich beobachte an meinen manuellen Objektiven (alle) eine Eigenschaft, auf die ich im Internet keine Erklärung gefunden habe.
Daß du von allein darauf kommst, spricht für deine Sorgfalt und Beobachtungsgabe. Daß dir nicht klar ist, in welche Richtung die Verschiebung beim Abblenden erfolgt, spricht wiederum dagegen. Und daß im Internet zu diesem Thema nichts findest, das kann gar nicht angehen. :ugly:


Und wie ist es bei einem Objektiv mit Autofokus ...?
Da ist's genauso.

Alle Objektive weisen eine gewisse Blendendifferenz auf – manche mehr, manche weniger. Im besten Falle ist sie so gering, daß sie mit Hausmitteln nur schwer nachweisbar ist und in der Praxis nicht weiter stört. Aber völlig frei von Blendendifferenz ist kein Fotoobjektiv.


Weiß die Kameraelektronik, daß sie für die Arbeitsblende dann um [ein gewisses Maß] daneben fokussieren muß?
Nein.

Theoretisch könnte sie's wissen und automatisch korrigieren. Doch erstens würde das nur für herstellereigene Objektive funktionieren. Zweitens wär's irre aufwendig und fehleranfällig. Und drittens würden sich unverständige Kunden ständig über fehlerhafte Fokussierung beklagen, weil der für Arbeitsblende korrigierte Fokus im Sucher "falsch" aussähe. Deshalb gibt es keinen automatischen Blendendifferenz-Ausgleich ... zumindest wäre mir keiner bekannt. Aber wer weiß – der technische Fortschritt ist unaufhaltsam, und vielleicht kommt in Zukunft irgendwann einmal ein Hersteller doch noch mit so etwas um die Ecke. Aber ich denke, besser korrigierte Objektive mit reduzierter sphärischer Restaberration sind, obschon ebenfalls aufwendig, unterm Strich die bessere technische Lösung. Und genau das geschieht ja zur Zeit: moderne Objektive werden heute immer besser, nachdem das allgemeine Leistungsniveau lichtstarker Festbrennweiten in den letzten drei bis vier Jahrzehnten mehr oder weniger stagnierte. Ein Problem vermeiden ist stets besser als es zu korrigieren.
 
Hoetschie:
Weiß die Kameraelektronik, daß sie für die Arbeitsblende dann um [ein gewisses Maß] daneben fokussieren muß?
Nein.
Meine Antwort: wenn die Daten vorliegen, ja, warum nicht?
01af
Theoretisch könnte sie's wissen und automatisch korrigieren. Doch erstens würde das nur für herstellereigene Objektive funktionieren. Zweitens wär's irre aufwendig und fehleranfällig. Und drittens würden sich unverständige Kunden ständig über fehlerhafte Fokussierung beklagen, weil der für Arbeitsblende korrigierte Fokus im Sucher "falsch" aussähe.
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Ich habe ein Szenario geschildert, in der die K5 definitiv den Öffnungsfehler des DA 35mm f2,4 verwaltet und versucht, zu korrigieren. Da beides von Pentax, kein Problem. Das verunsichert auch keinen im Sucher, weil die Differenz im Sucher nicht festzustellen ist, auf einem guten Monitor aber sofort. Ein Objektiv mit Öffnungsfehler gibt eh keinen so glasklaren Schärfepunkt im Sucher, wie auch?
Das Nachziehen des Fokus nach gewählter Blende stelle ich mir für ein digitales System nicht schwierig vor, man muss es nur wollen.
Grüsse aus der Eifel
maro
 
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