Brennweitenberechnung wie richtig?

[abacus]

AW: Re: Brennweitenberechnung wie richtig?

Da nur bei einer einzigen Fokussierung gemessen/gerechnet werden soll, ändert sich natürlich auch keine Brennweite und die Formel "funktioniert", zumindest wenn man den Abstand der Hauptebenen kennt oder vernachlässigen kann/will.

Bereits beim Fokussieren ändert sich bei innenfokussierenden Objektiven be-
reits die Datenlage, somit gelten die ermittelten Angaben dann genau nur für
diese Brennweite und diese Entfernungseinstellung.

Die Brennweitenmessung mittels Kollimator nach Bessel ist nur für sammelnde
Systeme geeignet. Die Bestimmung der Kardinalelemente des optischen Sys-
tems erfolgt durch Projizierung einer Testmarke nach Unendlich, der Vorgang
ist für eine fixe Einstellung zwei mal vorzunehmen, wobei der Prüfling dabei
umzukehren ist. Das lohnt aber nicht Aufwand, siehe die Sinnhaftigkeit für
die weitere Verwertung der so gewonnen Erkenntnisse.


abacus

 

[Gast_430858]

Ich nehme mal an, dass das Objektiv beim Fokussieren den Bildwinkel konstant laesst (ist glaub ich typisch fuer Filmoptiken). Ueber den Pupillenmassstab weiss man nix, also nehm ich vereinfachend an, dass er 1 ist, und dass man entsprechend den Bildwinkel von den Hauptebenen aus messen kann. Beim ABM=1:6 sollte das Ding dann etwa die Brennweite 51mm haben. Aus der verbesserten Formel

Entfernung Objekt zu Sensor + x = Brennweite * (ABM + 2 + 1/ABM)


folgt dann 700mm + x = 420mm oder x = - 280mm. Das bedeutet, dass die objektseitige Hauptebene etwa 28cm vor der bildseitigen Hauptebene (d.h. etwa bei der Frontlinse) liegen sollte. Bei anderem Pupillenmassstab kaeme etwas anderes heraus. Ohne Infos kann man nur raten.


Gruesse,
Paul

 

[Borgefjell]

Kann mich nicht die effektive Brennweite durch die Angaben zum Abbildungsmaßstab und die minimale Fokusdistanz errechnen? Das Problem ist aus meiner Sicht, dass für das Objektiv wohl nicht die Fokusdistanz vom Sensor sondern von der Objektiv-Vorderkante angegeben wurde.

ABM: 0,16
Fokusdistanz: 0,7m MOD + ~0,36m Baulänge Objektiv + Kamera=1,06m
-> Brennweite effektiv~ 126mm

Wenn die 0.7m die echte Fokusdistanz wären:
~83mm

Bei einem Objektiv für die Video-Produktion würde ich allerdings eine konstante Brennweite beim fokussieren erwarten, da Zoom-Fahrten eher selten, Fokus-Ziehen aber sehr häufig vorkommt und eine Brennweitenveränderung da fatal wäre - irgendwas an dem Datenblatt erscheint mir recht inkonsistent oder unverständlich formuliert.

 

[Waartfarken]

Bereits beim Fokussieren ändert sich bei innenfokussierenden Objektiven bereits die Datenlage, somit gelten die ermittelten Angaben dann genau nur für diese Brennweite und diese Entfernungseinstellung.

Und genau danach wurde gefragt:

effective focal length (at minimum focus distance)

 

[abacus]

Kann mich nicht die effektive Brennweite durch die Angaben zum Abbildungsmaßstab und die minimale Fokusdistanz errechnen? Das Problem ist aus meiner Sicht, dass für das Objektiv wohl nicht die Fokusdistanz vom Sensor sondern von der Objektiv-Vorderkante angegeben wurde.

...

Bei einem Objektiv für die Video-Produktion würde ich allerdings eine konstante Brennweite beim fokussieren erwarten, da Zoom-Fahrten eher selten, Fokus-Ziehen aber sehr häufig vorkommt und eine Brennweitenveränderung da fatal wäre - irgendwas an dem Datenblatt erscheint mir recht inkonsistent oder unverständlich formuliert.

Ganz so einfach ist das nicht, es gibt da schließlich einen Variator und einen
Kompensator im System. Die Veränderung beim Fokussieren ist minimal, da
wird sich visuell wahrnehmbar nicht so viel tun, weil das kontinuierlich erfolgt,
formelrelevant ist das jedenfalls.

Die Gleichung gilt nur für einen Spezialfall, nämlich für die gewählte Brennwei-
te und die gewählte Entfernungseinstellung.


abacus

 

[abacus]

Und genau danach wurde gefragt:

effective focal length (at minimum focus distance)

Da hilft nur der Versuchsaufbau selbst, das ist der einfachste Weg. Den Zwi-
schenschritt des experimentellen Aufbaus kann man sich da sparen. Kamera
auf Schlitten und verschieben, bis die Scharfstellung erreicht wird. Praktiker
schlägt in diesem Fall den Theoretiker.


abacus

 

[Borgefjell]

Alle Cine-Objektive, die ich bisher mal kennen lernen durfte, hatten genau dies Eigenschaften: keine (minimale) FOV-Änderungen beim Fokussieren und kein Fokus-Shift beim Zoomen - deswegen sind die Dinger so unglaublich teuer, denn ansonsten würden die Filmer die normalen EF-Objektive etc. nutzen.

Zitat aus dem Canon-Datenblatt: "These lenses also incorporate geared inner focusing to minimize focus-induced changes in the angle of view"

Außerdem staht da dann auch: "M.O.D. FROM IMAGE SENSOR 2' 4" / 0.7 m", also nicht von der Objektiv-Vorderseite, sondern vom Sensor

https://www.youtube.com/watch?v=GwRXzJiEJkY ab ~6:40

 

[burkhard2]

Frage 2:
Was mache ich falsch? Wie berechne ich das richtig?

Wie schon mehrfach erklärt wurde – du vernachlässigst den Hauptebenenabstand. Die korrekte Formel ist

effective focal length =(focus distance from sensor - distance between principal planes) / (reproduction ratio + (1/(reproduction ratio))+2)

Gilt übrigens für alle Entfernungseinstellungen – es ist wirklch nur die Linsengleichung, ein bisschen umgeformt. Aber ohne Hauptebenenabstand nützt dir die Formel nichts.

L.G.

Burkhard.

 

[Gast_430858]

Kann mich nicht die effektive Brennweite durch die Angaben zum Abbildungsmaßstab und die minimale Fokusdistanz errechnen?

Nein, das geht nicht. Zum Verstaendnis ist diese Seite

www.pierretoscani.com/echo_focal_length.html

zu empfehlen. Dort sind ein paar Nikkore mit Hauptebenen skizziert. An den Bildern sieht man u.a., dass

1. Haupt"ebenen" ganz schoen krumm sein koennen

2. Hauptebenen weit voneinander entfernt sein koennen

3. manchmal die objektseitige Hauptebene H naeher am Sensor liegt

4. manchmal die bildseitige Hauptebene H' naeher am Sensor liegt



Gruesse,
Paul

 

[whr_]

Ja,ja,ja. In Deiner kleinen Welt verstehen die anderen immer nichts, gell?

Wieso ein Geisterfahrer? - Hunderte!

Daß aus Katalogangaben die Brennweite an der Nahgrenze nicht bestimmt werden kann, wurde schon ausreichend erläutert. Es gibt aber wenigstens eine einfache Messmethode:

- Objektiv wie gewünscht fokussieren (hier also Nahgrenze)
- Objekt (Masstab) in den Fokus bringen => Aufnahme 1
- Zwischenring der Länge z einfügen, an der Fokussierung nichts ändern
- das gleiche Objekt wieder in den neuen Fokus bringen => Aufnahme 2

In der zweiten Aufnahme liegt der Fokus natürlich näher und der Abbildungsmassstab ist größer. Man messe nun sehr präzise das Verhältnis der Abbildungsmaßstäbe
V = A2/A1 > 1

Auch nur Linsengleichung:
1/f = 1/b1*(1+A1) = 1/(b1+z)*(1+A2) mit A1=b1/g1 und A2 = b2/g2 = (b1+z)/g2
Aus den beiden rechten Ausdrücken der Linsengleichung läßt sich b1 eliminieren, und es bleibt

f = z / [A1*(V-1)].
Ob man A1 besser selber mißt oder den Herstellerangaben entnimmt, sei jedem selbst überlassen.

Da beide Messungen ohne Änderungen der Brennweite erfolgen, paßt das.

Alle Cine-Objektive, die ich bisher mal kennen lernen durfte, hatten genau dies Eigenschaften: keine (minimale) FOV-Änderungen beim Fokussieren und kein Fokus-Shift beim Zoomen - deswegen sind die Dinger so unglaublich teuer, denn ansonsten würden die Filmer die normalen EF-Objektive etc. nutzen.

Ein Objektiv, das das Bildfeld beim Fokussieren nicht ändert, hat eine vom Fokus unabhängige konstante Bildweite b = f_nominell. Damit ergibt sich dafür
1/f = 1/b*(1+A) = 1/f_nominell*(1+A).

und daraus:
f = f_nominell/(1+A)
also keine konstante Brennweite.

 

[abacus]

Ich meine, den zwei zum Schluss getätigten Aussagen ist nichts mehr hinzuzu-
fügen. Wer gerne exakt 1:1 fotografiert, besorge sich ein auszugsverlängern-
des Objektiv und ermittle die erforderliche Einstellungen. Dann kann man das
Objketiv mittels Schmelzkleber festsetzen und eine Feststellschraube einbau-
en, danach löst man den Schmelzkleber und kann mit der Feststellschraube
dann wieder jederzeit die 1:1-Einstellung herstellen. Scharfstellen erfolgt dann
per Einstellschlitten. Das kann zB für spezielle Aufgabengebiete nützlich sein.

Bei Innenfokussierern wird man mit Berechnungen immer Probleme haben.


abacus

 

[kOa_Master]

http://www.giangrandi.ch/optics/focalcalc/focalcalc.shtml

Vielleicht hilft das ja noch weiter um ein bisschen mit Zahlen rumzuspielen (siehe Rechner unten) und das mal zusammengefasst darzustellen.

 

[Frank Klemm]

AW: Re: Brennweitenberechnung wie richtig?

Zur Klarheit, die Formel funktioniert nur bei auszugverlängernden Objektiven, nicht jedoch bei innenfokussierenden, da hier auch die Brennweite nicht konstant bleibt.

Für welche Objektive ist die Brennweite konstant?
Welche Eigenschaft muss das Objektiv haben?
Wo findet man solche Objektive?

Ach so:
Auch für die Objektive mit bei Fokussierung konstanter Brennweite muss man trotzdem immer noch die Lage der Hauptebenen berücksichtigen!

 

[abacus]

AW: Re: Brennweitenberechnung wie richtig?

Für welche Objektive ist die Brennweite konstant?
Welche Eigenschaft muss das Objektiv haben?
Wo findet man solche Objektive?

Ach so:
Auch für die Objektive mit bei Fokussierung konstanter Brennweite muss man trotzdem immer noch die Lage der Hauptebenen berücksichtigen!

aus diesem Grund "Scharfstellen erfolgt dann per Einstellschlitten. Das kann
zB für spezielle Aufgabengebiete nützlich sein.", da in diesem Fall der Ab-
stand zwischen der objektseitigen Hauptebene anzupassen ist, während die
Sensorseite fix ist und wir keine Veränderung am Objektiv vornehmen wollen.
Sonst passt die Gleichung nicht mehr, daher also zB die Verwendung des Ein-
stellschlittens. Gibt ja ob der Möglichkeiten der EBV Verfahren das entspre-
chend zu nutzen um im Macro & Microbereich scharfe Abbildungen zu erzielen.


abacus