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Drei Winkel und der Bildausschnitt bei 1:1

Zurück zum Thema:
...
gelb: objektseitiger Brennpunkt
grün: (objektseitiger) Nodalpunkt
orange: Zentrum der Eintrittspupille

Man kann überlegen, welcher Winkel dem "Bildausschnitt" entspricht.
Entscheidend für die Definition der Winkel sind die Lagen von Eintritts- und Austrittspupille. Diese werden durch die Blendenposition relativ zur Linse bestimmt. In Deinem Fall also der gestrichelten orangen Linie entsprechend.

Die Winkel in Deinem Aufbau sind: 7,6° Objekt-seitig und 14,9° Bild-seitig.
Würdest Du die Blende 50 mm hinter die dünne Linse packen, dann würde sich die Eintrittspupille in Richtung unendlich hinter der Sensorebene verlagern. Die Winkel wären dann 0° Objekt-seitig und 21,8° Bild-seitig. Dann wäre der Strahlengang Objekt-seitig telezentrisch.

Ergänzung, um einer drohenden Verwirrung vorzubeugen:
Die Winkel werden durch den jeweiligen Hauptstrahl definiert, wobei sich alle Hauptstrahlen in der Ebene der Aperturblende kreuzen. Der Hauptstrahl ist allerdings nicht der einzige, der bei einer Blendenöffnung > 0 mm zum Bild beiträgt. Das hat dann folgende Bedeutung: definierst Du Deine hinter der dünnen Linse stehende Blende als *die* Aperturblende, dann vignettiert die Öffnung der dünnen Linse als "teil-Feldblende". Definierst Du hingegen die dünne Linse als *die* Apertur(blende), dann wirkt Deine zusätzliche Blende als Vignette und "teil-Feldblende". Die passierenden Strahlenbüschel sind in beiden Fällen exakt die selben und das Bild ist entsprechend identisch, auch wenn die kalkulierten Objekt- und Bild-seitigen Winkel dadurch andere Werte annehmen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Er zeigt an der optischen Bank (bei Minute 11-16) wo die Blende sein muss um eine Aperturblende zu sein, nahe der Linse und wo sie eine Gesichtsfeldblende ist, beim Zwischenbild und danach an Hand von Zeichnungen wie der Strahlengang verläuft.
Jepp - nur gibt´s bei Fotoobjektiven halt kein Zwischenbild, so dass es im Strahlengang von Fotoobjektiven auch keine reine Feldblende geben kann. Der Bildkreis von Objektiven wird also nicht durch *eine* Feldblende begrenzt, sondern durch Vignettierung an Linsenrändern, Tubuselementen, zur Minderung von Streulicht absichtlich eingefügten Vignetten vor oder hinter der Aperturblende. Der Bildkreis endet immer dann, wenn die beschneidenden Effekte der vorderen und hinteren Vignetten sich so überlagern, dass gar kein Strahl mehr durch beide Vignetten und die Aperturblende hindurchgelassen wird.

Der Katzenaugeneffekt im Hintergrund-Bokeh hoch geöffneter Objektive zeigt dies ganz anschaulich. Die äußere bzw. innere Berandung des Katzenauges wird durch Vignettierung vor bzw. hinter der Aperturblende gebildet. Liegt der unscharf abgebildete Punkt vor der Fokusebene ("Vordergrund-Bokeh"), dann ist das umgekehrt. Außerhalb des Sensorrandes würden diese Katzenaugen immer schmaler werden und irgendwann am Ende des Bildkreisdurchmessers geht eben gar nichts mehr durch.
 
Definierst Du hingegen die dünne Linse als *die* Apertur(blende), dann wirkt Deine zusätzliche Blende als Vignette und "teil-Feldblende".

Dazu unten eine Skizze. Die dünne Linse ist nun so klein, dass ihre Fassung als Aperturblende wirkt. Die grünen Linien werden zu Hauptstrahlen. Die Blende B wird bedeutungslos für die Abbildung, schränkt aber den "Bildkreis" des Objektivs ein. Das optische System ist nun symmetrisch.
 
Zuletzt bearbeitet:
Dazu unten eine Skizze. Die dünne Linse ist nun so klein, dass ihre Fassung als Aperturblende wirkt. Die grünen Linien werden zu Hauptstrahlen. Die Blende B wird bedeutungslos für die Abbildung, schränkt aber den "Bildkreis" des Objektivs ein. Das optische System ist nun symmetrisch.
Korrekt. Du hast jetzt die Definition der Apertur(blende) an die Stelle hin verlagert, wo man sie bei einer dünnen Einzellinse gemeinhin erwarten würde. "B" wirkt nun als Vignette, beispielsweise in Form des verwendeten Bajonetts.

Nun wird Ottonormalfotograf das Wort "Blende" aber als die verstellbare fotografische Blende (aka: die Aperturblende) und das Wort "Linsendurchmesser" als nicht verstellbar empfinden, so dass die Skizze weiterhin mehr Verwirrungs- als Aufklärungspotential bietet. Rücke also "B" ganz nahe an "O" heran, so dass sie zur veritablen, verstellbaren Aperturblende wird und definiere eine neue Vignette "V" an der jetzigen Position von "B". Dann kommen wir den sinnvollen Überlegungen einen ganzen Schritt näher.
 
Noch besser wird das Verständnis, wenn Du Deine dünne Linse in 2 dünne Linsen zerlegst, deren Brechkräfte jeweils die Hälfte Deiner vorigen dünnen Linse betragen (also 2 x f = 100 mm an Stelle von 1 x f = 50 mm). Jetzt wird das vom Motivpunkt ausgehende Strahlenbüschel zwischen diesen beiden Linsen kollimiert, die Aperturblende sitzt genau mittig dazwischen und Tubuselemente/Bajonett/... je 25 mm vor und hinter den dünnen Linsen mit einem Durchmesser von je 40 mm. Sie vignettieren bei dem eingestellten Aperturblendendurchmesser nicht (2. Abbildung).

In der 3. Abbildung kommt dann eine hintere Vignette zum Tragen, in Form eines Durchmessers von nur noch 20 mm. In der 4. Abbildung die Wirkung einer vorderen Vignette (wiederum mit 20 mm Durchmesser) und in der 1. Abbildung die Überlagerung beider Vignettierungen. Immern noch wir ein Bildkreis von 40 mm Durchmesser ausgeleuchtet, wenn auch in vignettierter Weise. Du kannst Dir nun leicht vorstellen, was geschieht, wenn ich die Vignettendurchmesser nochmals halbiere. Dann wird der Bildkreis eben nicht mehr voll ausgeleuchtet und es kommt zu schwarzen Bildecken.
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:
Dazu unten eine Skizze. Die dünne Linse ist nun so klein, daß ihre Fassung als Aperturblende wirkt. Die grünen Linien werden zu Hauptstrahlen.
Die Fassung einer Dünnen Linse wirkt immer als Aperturblende, und die grünen Linien waren schon immer die Hauptstrahlen – egal, welchen konkreten Durchmesser die Fassung deiner Dünnen Linse gerade hat.

.
Die Blende B wird bedeutungslos für die Abbildung ...
Die "Blende B" in deiner Skizze war schon immer dummes Zeug.

.
Das optische System ist nun symmetrisch.
Ein durch eine Dünne Linse modelliertes optisches System ist immer symmetrisch.
 
Zuletzt bearbeitet:
Würdest Du die Blende 50 mm hinter die dünne Linse packen, dann würde sich die Eintrittspupille in Richtung unendlich hinter der Sensorebene verlagern. Die Winkel wären dann 0° Objekt-seitig und 21,8° Bild-seitig. Dann wäre der Strahlengang Objekt-seitig telezentrisch.

Rücke also "B" ganz nahe an "O" heran, so dass sie zur veritablen, verstellbaren Aperturblende wird und definiere eine neue Vignette "V" an der jetzigen Position von "B". Dann kommen wir den sinnvollen Überlegungen einen ganzen Schritt näher.

Daraus könnte man schließen, dass du Überlegungen zu objektseitig telezentrischen Strahlengängen als wenig sinnvoll betrachtest.

Wie dem auch sei, ich habe das Thema erstellt und habe selbstverständlich die Freiheit, den Rahmen vorzugeben. Für eine 50mm/1,25 Optik mit zusammenfallenden Hauptebenen und Pupillenmaßstab 0,5 gibt es eben kein einfacheres geometrisches Modell, so leid es mir tut.
 
Daraus könnte man schließen, dass du Überlegungen zu objektseitig telezentrischen Strahlengängen als wenig sinnvoll betrachtest.
Wie kommst Du denn darauf? Ich arbeite ganz im Gegenteil als Mikroskopiker sehr gerne mit Objekt-seitig telezentrischen Objektiven. Im Makrobereich arbeite ich damit seltener, habe aber dennoch drei Objekt-seitig telezentrische Objektive (SILL-Optics). In Mikroskopie-Strahlengängen, die ich selber aufbaue, gibt es mit bestimmter Begründung auch teils über-telezentrisch (Pupillenposition trotz positiver Brechkraft auf der Bild-abgewandten Seite der Linse(n)) gestaltete Anteile - warum auch nicht!? In besonderen Fällen "missbrauche" ich dabei sogar Fotoobjektive durch Einfügen einer zusätzlichen Blende, um eine Telezentrizität der Abbildung durch sie zu erzeugen (dann allerdings nicht mit einer Öffnung von f/1.25).
In wieder anderen Fällen, bei denen ich keinen Objekt-seitigen Bildwinkel hinnehmen möchte, nutze ich ganz normale Objektive und mache den Strahlengang Objekt-seitig telezentrisch, indem ich eine fette Plankonvexlinse direkt am Objekt positioniere. Kommt immer darauf an, was man warum und wie erreichen will.

Wie dem auch sei, ich habe das Thema erstellt und habe selbstverständlich die Freiheit, den Rahmen vorzugeben. Für eine 50mm/1,25 Optik mit zusammenfallenden Hauptebenen und Pupillenmaßstab 0,5 gibt es eben kein einfacheres geometrisches Modell, so leid es mir tut.
Wenn es Dir auf die Einfachheit ankommt, dann lasse die Blende weg, und betrachte die Apertur der Linse als Aperturblende. Der Gedanke, dass der Bildwinkel unbedingt durch irgendeine Blende zu begrenzen sei, ist gerade beim Konstrukt einer dünnen Linse hinfällig, sondern erst dann greifend, wenn das System aus mehreren/vielen Linsen besteht, die man an Vorder- und Rückende des Objektivs im Rahmen des für die jeweilige Sensorgröße zu durchlaufenden Optimierungsprozesses nicht beliebig groß werden lassen kann und möchte.

Ich versuche doch wirklich mit Fürsorge und Bildbeispielen aus Raytracing-Software den Sachverhalt so direkt wie möglich aufzugreifen und in Deinem Sinn mit Belegen darzustellen. Wenn Dir das überhaupt nicht hilfreich erscheint, dann gib bitte kurzes Zeichen, ich höre dann gerne damit auf.
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Re: Drei Winkel und der Bildausschnitt bei 1:1

Die Fassung einer Dünnen Linse wirkt immer als Aperturblende, und die grünen Linien waren schon immer die Hauptstrahlen – egal, welchen konkreten Durchmesser die Fassung deiner Dünnen Linse gerade hat.
Ein durch eine Dünne Linse modelliertes optisches System ist immer symmetrisch.
Sorry, aber jetzt vergallopierst Du Dich. Blenden können durchaus an verschiedene Stellen gestellt werden. Definiert man sie dort als Aperturblende, dann werden die Hauptstrahlen durch das Zentrum diese Blende gehen müssen. Nun wird das System asymmetrisch und ggf. durch die Fassung der dünnen Linse vignettiert.

Bei Abbildung durch eine dünne Linse mag es intuitiv nicht so sinnvoll sein, da stimme ich zu, aber prinzipiell geht es. Die Lage der Eintrittspupille wird dadurch von der Ebene der dünnen Linse weg bewegt.
 
Deine Tipps wie: "Nimm doch ein Physikbuch" sind nicht wirklich hilfreich, da die wenigsten hier im Forum entsprechendes (noch) zu Hause herumliegen haben. Abgesehen davon wirken deine Kommentare zu den Dingen und Personen sehr abfällig oder sogar beleidigend.
Ja ja, ich weiß schon ... die Smartphone-Generation faßt die Ermutigung zum Denken – oder gar zum Bücherlesen – als Affront auf. Da bist du nicht der erste, der so reagiert ... :rolleyes:
 
Entscheidend für die Definition der Winkel sind die Lagen von Eintritts- und Austrittspupille. Diese werden durch die Blendenposition relativ zur Linse bestimmt. In Deinem Fall also der gestrichelten orangen Linie entsprechend.

Die Winkel in Deinem Aufbau sind: 7,6° Objekt-seitig und 14,9° Bild-seitig.

Danke! Ich lese das so, dass du den orangenen Winkel mit dem "Bildausschnitt" assoziieren würdest.
 
AW: Re: Drei Winkel und der Bildausschnitt bei 1:1

Ja ja, ich weiß schon ... die Smartphone-Generation faßt die Ermutigung zum Denken – oder gar zum Bücherlesen – als Affront auf. Da bist du nicht der erste, der so reagiert ... :rolleyes:
Wenn es denn auch wirklich eine Ermutigung ist!
In Deiner Sprache: Deine Anregungen sind nur Quatsch, Käse was soll jemand damit!

Keine Literaturangaben wo man nachlesen kann oder Links zu entsprechenden Seiten im Netz. Das fehlt halt.

P.S. Wenn Du mich mit meinen 72 zur "Smartphone-Generation" zählst, sehe ich das als Kompliment an.
LG Fritz
 
Ich greife das jetzt nochmal auf. Für den "Bildausschnitt" ist ja nicht der gesamte "Bildkreis" des Objektivs relevant, sondern nur das, was auf dem Sensor landet. Man kann deshalb die Sensorumrandung als Feldblende auffassen.

In der Skizze unten sind die orangenen Hauptstrahlen, die durch den Sensorrand laufen, eingezeichnet. Sie legen auch den objektseitigen Feldwinkel fest. Die orange gestrichelten Verlängerungen schneiden sich natürlich im Zentrum der Eintrittspupille, das hier (rein zufällig) genau im zweiten Brennpunkt der Objektivlinse liegt.
Ja, passt.
 
AW: Re: Drei Winkel und der Bildausschnitt bei 1:1

Deine Skizze ist kompletter Murks – aber der Feldwinkel entspricht dem grün eingezeichneten Winkel.
Wenn du weder verstehst, was eine Dünne Linse ist, noch verstehst, wie eine Abbildung an einer Linse ("ideal" oder real) funktioniert, die größer ist als ein Loch, und auch nicht verstehst, was der Unterschied zwischen einer Apertur- und einer Feldblende ist, dann solltest du besser keine "Skizzen" zeichnen. Wirf doch lieber erst einmal einen Blick in ein Physikbuch der Mittelstufe, Kapitel "Strahlenoptik". Vorher ist jede Diskussion sinnlos ... :rolleyes:
Tja, henklh ... so viel "Fachwissen" macht einen sprachlos, nicht wahr? Unser Diskussions-Initiator gvg verfügt auf dem Gebiet der Strahlenoptik offenbar über ebenso fundierte Kenntnisse wie du vom Farbmanagement. Was soll man da noch argumentieren?
Objektraum!? In der Skizze von gvg suggerieren die orange eingezeichneten Linien, das Zentrum der Eintrittspupille befände sich am bildseitigen Brennpunkt. Das ist aber Quatsch.
...
Die Skizze von gvg hat nichts, aber auch gar nichts mit einer realen oder idealisierten Abbildung zu tun. Sie ist das bizarre Phantasieprodukt von einem, der das Funktionsprinzip einer Linse ("dünn" oder real) noch nicht wirklich verstanden hat.
Das wäre sie – wenn die orangenen Linien den Strahlenverlauf der 1:1-Abbildung korrekt wiedergeben würden. Was sie aber leider nicht tun.
.
Deine Phantasie ist schier überbordend.
Hmpf ... :ugly:
.
Das würden sie tun, wenn sie korrekt eingezeichnet wären. :rolleyes:
.
Ach ... das ist Zufall!? :eek:

Bisher nahm ich an, das sei eine direkte und zwangsläufige Folge der Art und Weise, wie du – in grober Unkenntnis der tatsächlichen Funktionsweise eines Objektives – den Verlauf der orangenen Strahlen konstruiert hast.
... Deine Aussagen werden mit jedem deiner Beiträge skurriler.
...
Wirklich, im Ernst – nimm doch bitte endlich einmal ein Physikbuch deiner Wahl zur Hand und schlage das Kapitel "Strahlenoptik", Abschnitt "Dünne Linse" auf. Danach kannst du wiederkommen und dich entschuldigen für all den Unsinn, den du hier verzapft hast.
Die Fassung einer Dünnen Linse wirkt immer als Aperturblende, und die grünen Linien waren schon immer die Hauptstrahlen – egal, welchen konkreten Durchmesser die Fassung deiner Dünnen Linse gerade hat.
.
Die "Blende B" in deiner Skizze war schon immer dummes Zeug.
.
Ein durch eine Dünne Linse modelliertes optisches System ist immer symmetrisch.
Ja ja, ich weiß schon ... die Smartphone-Generation faßt die Ermutigung zum Denken – oder gar zum Bücherlesen – als Affront auf. Da bist du nicht der erste, der so reagiert ... :rolleyes:
Meinst Du nicht, dass nach all diesen mehrheitlich unzutreffenden Aussagen mal eine Revision Deiner Aussagen angebracht wäre? Angesichts der überheblichen Zuspitzung in den o.g. Beiträgen hielte dabei dann in der Tat auch eine Bitte um Entschuldigung angebracht.


Ich gebe gerne zu, dass ich anfangs auch durch die scheinbar unmotiviert von der dünnen Linse abgerückten Position einer Aperturblende irritiert war, durfte aber mal wieder lernen, dass man seine Gesprächspartner nie a-priori unterschätzen sollte. Denn: wenn man mal akzeptiert hat, dass @gvg die Blende durchaus bewusst von der dünnen Linse weg gestellt hat und sie dort ebenso bewusst als Aperturblende einsetzt, so ist alles von ihm schlichtweg korrekt.
 
Denn: wenn man mal akzeptiert hat, daß gvg die Blende durchaus bewußt von der Dünnen Linse weg gestellt hat und sie dort ebenso bewußt als Aperturblende einsetzt, so ist alles von ihm schlichtweg korrekt.
Ja. Ich geb's ungern zu, aber ... du hast recht. Es war übrigens dein Beitrag #50, der mich zum erneuten Nachdenken brachte und mir daraufhin diese – späte – Einsicht bescherte.

Anfangs mißverstand ich gvg so, daß er meinte, die Blende in seiner Skizze aus Beitrag #1 müsse sich an der eingezeichneten Stelle "B" befinden. Aber selbstverständlich kann man eine zusätzliche Blende vor oder hinter der Dünnen Linse plazieren, solange sie nicht gar zu weit von dieser entfernt ist. Und daraufhin verschieben sich Ein- und Austrittspupille und damit der gesamte Strahlengang in der von gvg dargestellten Weise.

Und "zufällig" befindet sich die Eintrittspupille grad genau am bildseitigen Brennpunkt der Dünnen Linse, weil die zusätzliche Blende "zufällig" grad genau auf halbem Wege zwischen Dünner Linse und Brennpunkt plaziert wurde.

Ich mußte mich nur noch eben schnell empirisch davon überzeugen, daß sich beim Einfügen der zusätzlichen Blende weder die Fokuslage noch der Abbildungsmaßstab ändern. Und das ist offenbar – im Rahmen der Genauigkeit meines hemdsärmeligen Versuchsaufbaus – tatsächlich der Fall.

Das heißt, ich muß mich bei gvg für meine hartnäckigen Widerworte und unziemliche Ausdrucksweise entschuldigen. Tut mir leid. Ich hab's anfangs und dann eine ganze Weile total mißverstanden. Aber ich denke, mittlerweile habe ich's gerafft.

Was die ursprügliche Frage angeht:
  • Der gelb eingezeichnete Winkel entspricht dem gegenstandsseitigen Feldwinkel der Dünnen Linse bei Fokussierung auf unendlich ohne zusätzliche Blende.
  • Der grün eingezeichnete Winkel entspricht dem gegenstandsseitigen Feldwinkel der Dünnen Linse bei Fokussierung auf Abbildungsmaßstab 1:1 ohne zusätzliche Blende.
  • Der orange eingezeichnete Winkel entspricht dem gegenstandsseitigen Feldwinkel der Dünnen Linse bei Fokussierung auf Abbildungsmaßstab 1:1 mit zusätzlicher Blende an Position "B".
 
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