Nahbereichsweitwinkel mit Relaisobjektiv

[bastler3]

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Mit der Nachstehenden Kostruktion habe ich mich in den letzten zwei Jahren immer mal wieder beschäftigt. Jetzt habe ich einen Aufbau, der freilandtauglich ist und auch vorzeigbare Ergebnisse bringt.

Es sei nochmals das Ziel genannt: Nahbereichsaufnahmen (Abstand zum Objektiv teilweise nur 1 cm) unter Einbeziehung der natürlichen Umgebung. Freistellen im üblichen Sinn ist ausdrücklich nicht gewollt. Man könnte das Ergebnis "Freistellen durch Perspektive" nennen.

Der Aufbau ist grundsätzlich einfach und den untenstehenden Bildern zu entnehmen.

Als Objektiv kommt ein CCTV-Objektiv zum Einsatz, Brennweite 4,8mm, Bildkreis 2/3". Relaisobjektiv ist ein 50mm Vergrösserungsobjektiv in Retrostellung. Zu etwas anderem sollte man hier m.E. gar nicht erst greifen (Ausnahme evtl. ein Lupenobjektiv, aber sicher bin ich da nicht). Das Vergrösserungsobjektiv ist garantiert frei von CA und Bildfeldwölbung ist auch keine Diskussion. Heisst, es werden den Abbildungsfehlern des TV-Objektivs kaum weitere hinzugefügt.

Zwischen den beiden Objektiven befindet sich ein entkerntes Gehäuse eines billigen 50mm Objektivs (findet sich in der Bucht für einen Euro). Dieses dient der Fokusierung.

Die Längenverhältnisse gelten nur für diesen Aufbau mit Objektivbildkreis 2/3" und APS-C Sensor. Beim Abstand Objektiv - Relaisobjektiv bleibt das allerdings in etwa so für alle Kombinationen, vorausgesetzt, das Relaisobjektiv hat 50mm Brennweite (Unterschiede bis ca. 10mm sind allerdings möglich). Der Abstand Relaisobjektiv - Sensor hängt jedoch in hohem Masse vom ausgeleuchteten Bildkreis und von der Sensorgrösse ab. Mit Ausnahme von FT-Sensoren wird der Aufbau dann in jedem Fall länger.

[bastler3]

Hier kommen noch Bilder, die ich heute mit diesem Bauwerk gemacht habe. So weit unten ist es ziemlich duster, Belichtungsreihen und manuelles "HDR" sind fast Pflicht. Das Problem mit ausgefressenen Lichtern besteht teilweise noch mangels Übung. Das Bokeh könnte auch schöner sein, aber da wird man mit solchen Objektiven kaum Glück haben. Bie Blende besteht aus zwei Lamellen die ein variables Quadrat bilden. Da habe ich wenig Hoffnung auf Besseres.

Bastler

[ZoneV]

Danke, sieht gut aus, und für die Qualität des eingesetzten CCTV Objektives sehen die Bilder auch ganz gut aus in der Größe.
Ich hab inzwischen mal noch etwas mit nem Endoskop gespielt, die Abbildungsqualität ist nicht so toll, und leider ist das Ding dermaßen lichtschwach, dass ich zum Teil nen ~LZ30 Blitz aus nächster Nähe direkt auf das Motiv feuern mußte.

Bei so nem Aufbau wäre dann mal noch ein Test mit nem besseren Frontobjektiv interessant, überleg mir schon was es da noch gibt - der Bereich ist mein Job.

[bastler3]

Mit dem Frontobjektiv habe ich jetzt schon ziemlich viel geübt, das ist bisher das beste.

Das Problem ist, dass bei diesen kurzen Brennweiten die Auflösung sehr schnell beugungsbegrenzt ist.

Ich habe mal den Schärfentieferechner von Erik Krause missbraucht, indem ich die Parameter Brennweite (5mm), Gegenstandsweite (4cm) und den Pixelabstand als Zerstreuungskreis vorgegeben habe. Irgendwelche Sensorformate sind dann nicht relevant. Das Ergebnis hat mich dann schon etwas überrascht.

Man muss ja mit dem Bildkreis des Frontobjektivs rechnen, und da sehen dann die Auflösungsgrenzen (Blende, bei der Beugung noch nicht überwiegt) wie folgt aus, gerechnet für einen grossen Bildkreis von 1/1,":

Pixelabstand 0,003mm -> grösste Blende 2,8 -> Auflösung 5,6 Megapixel
Pixelabstand 0,004mm -> grösste Blende 4,5 -> Auflösung 2,4 Megapixel
Pixelabstand 0,005mm -> grösste Blende 5,6 -> Auflösung 1,3 Megapixel

Alles Andere geschieht durch zweckdienliche Bildbearbeitung (auch bei allen Kompaktkameras!).

Ich will ja abblenden, um grössere Schärfentiefe zu haben.

Was mich bei diesem Objektiv mehr stört ist die Blendenform und der grosse Durchmesser. Da gibt es schön kleine Megapixel-Platinenobjektive, aber leider ohne Blende.

Auf der Habenseite steht allerdings die völlige Abwesenheit von CA!

Das Bild ist ein 100% Ausschnitt, um mal zu zeigen, was mit der oben beschriebenen Kombination möglich ist (natürlich bearbeitet).

Bastler

[ZoneV]

Aber so wie ich das sehe würdest Du mit einem 1/3" Objektiv für den gleichen Weitwinkel-Effekt noch eine wesentlich kürzere Brennweite, und eine stärkere Nachvergößerung durch die Relaisoptik brauchen.

Das mit der stark zuschlagenden Beugung ist halt so ein Problem kleiner Sensoren. Dafür ist die Schärfentiefe halt direkt größer.
Auf der Vision hat mir ein Optikdesigner sein Leid mit dem aus seinen Augen Wahnsinn kleiner Pixel um 2 µm und kleiner geklagt. Wenn die Pixelgröße in µm als Blendenwert genommen wird, hat man so als Faustformel die maximale Blende ohne Beugungserscheinung - das ist ja eigentlich recht bekannt. Aber viele Megapixel sind "in" und Geiz ist geil.

BTW: es gibt auch einige M12 Boardlevel Optiken mit verstellbarer Blende. Und es gibt inzwischen auch einige M12 Optiken mit Multi-Megapixel-Empfehlung.

[bastler3]

Ich wiess das mit den M12-Objektiven. Das Problem bleibt aber das gleiche. 3Mp bei Offenblende 1,4 oder 1,8, dann blendest Du etwas ab (wenn eine Iris vorhanden ist) und schon wars das.

Interessant ist dort der kleine Durchmesser. Wenn man eine feste Blende einbauen könnte, könnte ich damit ggf. auch noch leben. Aber meist sind die ja nicht zu öffnen.

Bastler