Hallo Peter,
erst einmal zu Deiner Frage nach der Gesetzmäßigkeit zwischen Blendenzahl und Auflösungsvermögen:
Eine runde Apertur bildet einen unendlich weit entfernten Lichtpunkt als eine Folge konzentrischer Hell-Dunkel-Ringzonen ab (Fresnelsche Zonen). Die kreisförmige Scheibe in der Mitte hat dabei die höchste Intensität; sie wird allgemein als das "Beugungsscheibchen" bezeichnet. Die Helligkeit der äußeren Zonen nimmt relativ rasch ab (1. Ringzone nur noch etwa 2%), so daß sie für den Bildaufbau i.a. außer Betracht bleiben können. Die erste dunkle Zone hat einen Radius von
r = 1,22 * L * k (1)
L = Lichtwellenlänge = 550 nm = 0,00055 mm für grünes Licht
k = f/D = Blendenzahl
f = Brennweite der Optik
D = Durchmesser der Eintrittspupille
(Die Eintrittspupille ist das dingseitige Bild der Blendenöffnung und begrenzt die eintretenden Lichtstrahlen).
Fällt das Bild einer benachbarten, gleichstarken Lichtquelle in die erste Dunkelzone, so können beide Lichtpunkte auf der Bildebene getrennt wahrgenommen, also aufgelöst werden, weil sich zwischen den beiden Maxima ein Minimum einstellt, das nur ca 73% der Maximalintensität aufweist (s. beigefügte Grafik aus "Lexikon der Optik", Hrg. Heinz Haferkorn). Allgemein bezeichnet man daher diesen Abstand r als bestmögliche oder beugungsbegrenzte Auflösung.
Dem Kehrwert von (1) kann man die Maßeinheit lp/mm zuordnen (gilt natürlich nur, wenn die Wellenlänge in mm eingesetzt wird):
a [lp/mm]= 1/(1,22 * L [mm] * k) (2)
Leider ist diese Kennziffer nur eine grenzwertige Angabe. Schon die Verwendung von weißem Licht (L = 380 nm (violett)...780 nm (dunkelrot)) zeigt, daß die Angabe in der Praxis wenig hilfreich ist und man sich allenfalls auf einen mittleren Wert beziehen kann. (z.B. ein gemäß den relativen Intensitäten/Empfindlichkeiten gewichteter Mittelwert aus den drei Grundfarben rot-grün-blau).
Dazu kommt aber noch, wie bereits erwähnt, daß der Korrektionszustand des Objektives, der gewählte Abbildungsmaßstab und der Bildwinkel in die Auflösung mit eingehen.
Ferner ist eine Auflösungszahl ohne gleichzeitige Angabe des Kontrastes zwischen den hellen und dunklen Stellen (Modulation) wenig hilfreich. Denn je nachdem, ob man 10%, 25% oder 50% Helligkeitsunterschied zugrundelegt, ergeben sich deutlich andere Auflösungswerte.
Objektivhersteller geben daher (wenn überhaupt) die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) für verschiedene Auflösungen in Abhängigkeit von Blende, Bildhöhe und Abbildungsmaßstab an.
Mir ist nur Zeiss bekannt, wo man sich auch entsprechende Angaben herunterladen kann (KB-Objektive unter Zeiss Ikon): http://www.zeiss.de/C12567A8003B58B9/Contents-Frame/4AE4CD3C0EC87F91C12571110038C241
Immerhin gilt jedoch die von Dir gemachte Feststellung, daß der Sensor hinsichtlich seines Auflösungsvermögens bei erheblicher Abblendung ggf. nicht ausgenutzt wird.
Gruß
NFK
erst einmal zu Deiner Frage nach der Gesetzmäßigkeit zwischen Blendenzahl und Auflösungsvermögen:
Eine runde Apertur bildet einen unendlich weit entfernten Lichtpunkt als eine Folge konzentrischer Hell-Dunkel-Ringzonen ab (Fresnelsche Zonen). Die kreisförmige Scheibe in der Mitte hat dabei die höchste Intensität; sie wird allgemein als das "Beugungsscheibchen" bezeichnet. Die Helligkeit der äußeren Zonen nimmt relativ rasch ab (1. Ringzone nur noch etwa 2%), so daß sie für den Bildaufbau i.a. außer Betracht bleiben können. Die erste dunkle Zone hat einen Radius von
r = 1,22 * L * k (1)
L = Lichtwellenlänge = 550 nm = 0,00055 mm für grünes Licht
k = f/D = Blendenzahl
f = Brennweite der Optik
D = Durchmesser der Eintrittspupille
(Die Eintrittspupille ist das dingseitige Bild der Blendenöffnung und begrenzt die eintretenden Lichtstrahlen).
Fällt das Bild einer benachbarten, gleichstarken Lichtquelle in die erste Dunkelzone, so können beide Lichtpunkte auf der Bildebene getrennt wahrgenommen, also aufgelöst werden, weil sich zwischen den beiden Maxima ein Minimum einstellt, das nur ca 73% der Maximalintensität aufweist (s. beigefügte Grafik aus "Lexikon der Optik", Hrg. Heinz Haferkorn). Allgemein bezeichnet man daher diesen Abstand r als bestmögliche oder beugungsbegrenzte Auflösung.
Dem Kehrwert von (1) kann man die Maßeinheit lp/mm zuordnen (gilt natürlich nur, wenn die Wellenlänge in mm eingesetzt wird):
a [lp/mm]= 1/(1,22 * L [mm] * k) (2)
Leider ist diese Kennziffer nur eine grenzwertige Angabe. Schon die Verwendung von weißem Licht (L = 380 nm (violett)...780 nm (dunkelrot)) zeigt, daß die Angabe in der Praxis wenig hilfreich ist und man sich allenfalls auf einen mittleren Wert beziehen kann. (z.B. ein gemäß den relativen Intensitäten/Empfindlichkeiten gewichteter Mittelwert aus den drei Grundfarben rot-grün-blau).
Dazu kommt aber noch, wie bereits erwähnt, daß der Korrektionszustand des Objektives, der gewählte Abbildungsmaßstab und der Bildwinkel in die Auflösung mit eingehen.
Ferner ist eine Auflösungszahl ohne gleichzeitige Angabe des Kontrastes zwischen den hellen und dunklen Stellen (Modulation) wenig hilfreich. Denn je nachdem, ob man 10%, 25% oder 50% Helligkeitsunterschied zugrundelegt, ergeben sich deutlich andere Auflösungswerte.
Objektivhersteller geben daher (wenn überhaupt) die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) für verschiedene Auflösungen in Abhängigkeit von Blende, Bildhöhe und Abbildungsmaßstab an.
Mir ist nur Zeiss bekannt, wo man sich auch entsprechende Angaben herunterladen kann (KB-Objektive unter Zeiss Ikon): http://www.zeiss.de/C12567A8003B58B9/Contents-Frame/4AE4CD3C0EC87F91C12571110038C241
Immerhin gilt jedoch die von Dir gemachte Feststellung, daß der Sensor hinsichtlich seines Auflösungsvermögens bei erheblicher Abblendung ggf. nicht ausgenutzt wird.
Gruß
NFK
Zuletzt bearbeitet:
Aber Spaß beiseite, danke erst mal für die tolle Erklärung. Wenngleich ich das Ganze sicher nicht verinnerlicht habe (ein Objektiv könnt' ich wohl noch nicht konstruieren 
), liest sich das alles sehr erhellend. Vor allem erklärt es natürlich das Fehlen von 'einfach zu lesenden' Objektivleistungsdaten. Trotzdem wünschte man sich einen einfach anzuwendenden 'Maßstab' für die Qualität von Objektiven. Vorausgesetzt natürlich, dass die wenigsten Fotografen einfach immer zum Bestmöglichen greifen können.
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