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Telekonverter – Berechnung

Re: Telekonverter — Berechnung

Mit dem Minolta MD 2× Tele-Converter 300-L [...] erhalte ich mit zusätzlichen 100 mm Zwischenringen nur den Abbildungsmaßstab 6,2:1.
Da schau her. Stehst du weiterhin zu deiner Aussage aus Beitrag #53? ;)


Wie lang ist dieser TK? Das heißt, welche Baulänge hat er?
Der Minolta MD 2× Tele-Converter 300-L (empfohlen für Brennweite ab 300 mm) baut bei gleichem Konverter-Faktor ein wenig länger als der MD 2× Tele-Converter 300-S (empfohlen für Brennweiten bis 300 mm). Die genaue Baulänge weiß ich gerade nicht auswendig ... es dürften wohl so ungefähr 10 mm mehr sein, wenn ich recht erinnere. [EDIT: Ah, das ging überkreuz mit Stuessis Antwort – es sind also 11 mm mehr.]


Grundsätzlich ist der Brennweitenverlust beim Fokussieren von der (optischen) Länge des TK abhängig.
Nicht, wenn man "normal" fokussiert – wenn also der Konverter stets direkt an der Kamera (oder ggf. dem Bajonettadapter) sitzt. Verschiedene Baulängen macht erst dann einen Unterschied, wenn zwischen Konverter und Kamera noch zusätzliche Auszugsverlängerung hinzugefügt wird. Damit betreibt man den Konverter jedoch außerhalb seines Arbeitsbereiches und wird mit nachlassender Abbildungsleistung rechnen müssen.


.
 
Zuletzt bearbeitet:
Länge des 2x-L: 53 mm

Gut. Das passt. Seine Brennweite ist etwa -130mm. Beide HE liegen vor dem TK (nicht mehr im Tubus).

Im negativ-positiv-Modell von Mi67 wäre er zwischen dem 2x S und dem Nikon TC300 anzusiedeln.


Zum Vergleich: Minolta 2x S Brennweite -74 mm, Nikon TC300 Brennweite -236 mm
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Re: Telekonverter — Berechnung

Na also. Damit bestätigst du genau das, was ich von Anfang an sagte: Gegenstandsweite bleibt gleich, Bildweite verdoppelt sich (bzw. verlängert sich um den Konverter-Faktor).
Nein.
Du must die Entfernungseinstellung am Objektiv um die Dicke des Telekonverters verringern. Das bringt einen weiteren Vergrößerungsfaktor.

Das wäre nicht so, wenn man als Abstand den zwischen Eintrittspupille und Gegenstand genommen hätte, dann wäre das nicht der Fall.

Dadurch bringt schon eine 4f-Anordnung eine "Vergrößerung", obwohl sie exakt 1:1 (besser 1:-1) abbildet.
 
AW: Re: Telekonverter — Berechnung

Da schau her. Stehst du weiterhin zu deiner Aussage aus Beitrag #53? ;)

Nun habe ich die Änderung der Gegenstandsweite beim Hinzufügen der 100mm Zwischenringe genauer bestimmt: -3,4mm.
b2 - b1 = 100mm und g1 - g2 = 3,4mm und m1 = 4x und m2 = 7,4x

Das System hat also eine Brennweite von 29,4mm.

Die Hauptebene liegt nicht in der Mitte zwischen ... sondern "nur" zwischen Objekt und Objektiv.
 
Zuletzt bearbeitet:
Für alle, die die berechnete Brennweite von 29,4mm immer noch nicht einsehen, habe ich Bilder mit meinem System und zum Vergleich mit einem Sigma 30mm Objektiv gemacht.

1. Blende f/4,5
2. Blende f/8

mit Sigma 30mm/2,8

3. Blende f/2,8
 

Anhänge

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AW: Re: Telekonverter — Berechnung

Eine kleine Ergänzung: User 01af hat überhaupt keine Ahnung von Optik und den entsprechenden mathematischen Modellen. Ich werde definitiv nicht auf seinen Blödsinn eingehen.

Ich stimme zu 100% zu. Es ist rein mathematisch (vollkommen ohne Physik) mit Hilfe des Strahlensatzes bewiesen, dass ein TK die Brennweite des Systems genau so verändert, wie es auf dem TK angegeben ist. Das ist schiere Geometrie und es spielt nicht die geringste Rolle, ob irgendetwas afokal oder ******egal oder sonstwas ist.

Und sollte es passieren, dass (insbesondere bei nahen Objekten) die Gesamtbrennweite NICHT das doppelte (nehmen wir Faktor 2 als Beispiel) der auf dem Objektiv eingestellten Brennweite erreicht, was optisch wiederum absolut möglich ist, dann hat in dieser Konstellation das System ein optisches Problem, welches man bei Objektiven "Focus Breathing" nennt, dass nämlich bei nahen Motiven die angegebene Brennweite nicht eingehalten wird, was IN JEDEM FALL zur Folge hat, dass das Motiv nicht so groß abgebildet wird, wie es eigentlich zu erwarten gewesen wäre.

Zusammenfassend: ein TK sollte im Idealfall die Brennweite mit seinem Faktor multiplizieren. Ist das NICHT der Fall, ist das System (entweder TK oder bereits das Objektiv) fehlerhaft konstruiert und man spricht von Focus Breathing.
 
Zuletzt bearbeitet:
Mist! Also schon wieder verunsichert! :lol:

Ist ergo etwa doch f' = f * Faktor richtig und nicht m' = m * Faktor?

Stimmt denn aber der Strahlengang von Burkhard auch nicht und die Aussage, dass sich der Abbildungsmaßstab mit dem Faktor multipliziert, ebenso wenig?

Hoffentlich merkt Ihr, dass ich wirklich niemanden erzürnen möchte, sondern nur offen gestehe: noch bin ich verunsichert! Wenn sich soo erfahrene Fotografen, Physiker und Mathematiker schwer einigen können, so habe ich etwas Verständnis für mein Verwirrtsein :)

Entschuldigung ... ! Wollte Euch nicht so sehr "beschäftigen" - und sage aber einfach wieder einmal DANKE!

LG - Martin

...
 
Re: Telekonverter — Berechnung

Auf diese Idee muß man erstmal kommen.
In der Tat – die Idee ist genial.

Dennoch habe ich den Verdacht, daß dadurch die gewünschte Behauptung nur scheinbar bewiesen wird. Doch um diesen Verdacht zu erhärten (oder ggf. zu widerlegen), werde ich wohl erst einmal ein paar Dinge selber ausprobieren müssen. So wüßte ich zum Beispiel gern, was passiert, wenn man den Abstand zwischen Objektiv und Konverter geringfügig variiert (und, falls erforderlich, über den rückwärtigen Balgen neu fokussiert) ... oder was passiert, wenn man bei gleichbleibendem Abstand den Konverter wechselt (von 300-S auf 300-L).


.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ist ergo etwa doch f' = f * Faktor richtig und nicht m' = m * Faktor?

Ein Objektiv ist auf einen Abbildungsmassstab m eingestellt und hat dabei eine Brennweite f. Jetzt montiert man einen N-fach TK an das Objektiv.

Das optische System bestehend aus Objektiv und TK ist dann auf den Abbildungsmassstab N * m eingestellt. Welche Brennweite es dabei hat, weiss man i.a. nicht, da man die genauen Daten des TK i.a. nicht kennt. Falls m=0 ist, hat das optische System bestehend aus Objektiv und TK eine Brennweite von N * f.
 
Mist! Also schon wieder verunsichert! :lol:

Ist ergo etwa doch f' = f * Faktor richtig und nicht m' = m * Faktor?

Stimmt denn aber der Strahlengang von Burkhard auch nicht und die Aussage, dass sich der Abbildungsmaßstab mit dem Faktor multipliziert, ebenso wenig?
...

Es ist alles richtig. Du gehst aber (irrig) davon aus, dass ein TK und ein Objektiv auch grundsätzlich die Brennweiten erreicht, welche eingestellt sind. Die Geometrie ist in jedem Fall immer richtig, aber es ist sowohl möglich, dass das System TK+Objektiv NICHT die Brennweite erreicht, die man vermeintlich erreichen will.

Wenn man also beispielsweise ein 200mm Objektiv hat und knallt einen 2-fach TK davor, dann ist die Gesamtbrennweite THEORETISCH 400mm. In der Praxis passiert es aber oft (das passiert auch ohne TK bei vielen Objektiven), dass die Brennweite überhaupt nicht 400mm erreicht (insbesondere bei nahen Motiven). Und entsprechend wird dann auch der Abbildungssmaßstab nicht erreicht, mit anderen Worten: das Motiv wird kleiner abgebildet, als es mit einem korrekt funktionierenden Objektiv mit 400mm abgebildet würde.

Rein optisch ist das alles möglich, natürlich ist das nicht gewollt, aber rein geometrisch stimmen natürlich die o.g. Aussagen. Das ist ja schiere Geometrie. Letztendlich heißt das, dass einfach der TK (bzw. das System) nicht den Faktor besitzt, wie es ausgewiesen ist. Statt 2 wird ggf. nur 1,5 erreicht.

Bei manchen Sigma und Tamron Zooms ist das Focus Breathing extrem, da verringert sich die max. Brennweite von theoretisch 300mm auf weniger als 150mm(!). Schon ohne TK, einfach nur ein nahes Motiv. Das ist ein Konstruktionsfehler im Objektiv. Und das kann eben mit TK genauso passieren.
 
Zuletzt bearbeitet:
Bei manchen Sigma und Tamron Zooms ist das Focus Breathing extrem, da verringert sich die max. Brennweite von theoretisch 300mm auf weniger als 150mm(!).

Um Focus Breathing zu kompensieren, ist eine definierte Verringerung der Brennweite im Nahbereich notwendig.

Eine 100 mm-Optik hat bei Fokussierung auf 1 m Entfernung ihre Brennweite auf effektiv 90 mm zu reduzieren.

Eine 300 mm-Optik hat bei Fokussierung auf 1,5 m Entfernung ihre Brennweite auf effektiv 240 mm zu reduzieren.

Ist die Brennweite größer, vergrößert die Fokussierung im Nahbereich die Abbildung, ist sie kleiner, verkleinert sie sich. Bei diesem Wert ist sie konstant.
 
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Re: Telekonverter — Berechnung

Ein Telekonverter sollte im Idealfall die Brennweite mit seinem Faktor multiplizieren. Ist das NICHT der Fall, ist das System (entweder TK oder bereits das Objektiv) fehlerhaft konstruiert ...
Diese Aussage ist hanebüchener Unfug.


... und man spricht von Focus Breathing.
Nein, davon spricht man nicht :rolleyes:


Ist ergo etwa doch f' = f * Faktor richtig und nicht m' = m * Faktor?
Du mußt nicht jeden beliebigen Unsinn sofort für bare Münze nehmen. Denk doch auch selber einmal ein wenig mit!


Ein Objektiv ist auf einen Abbildungsmaßstab m eingestellt und hat dabei eine Brennweite f. Jetzt montiert man einen N-fach-Telekonverter an das Objektiv.

Das optische System, bestehend aus Objektiv und Telekonverter, ist dann auf den Abbildungsmaßstab N * m eingestellt.
Bis hierhin sind vierwochen und ich (und vermutlich auch sonst jeder außer KessieW) uns einig.


Welche Brennweite es dabei hat, weiß man i. a. nicht, da man die genauen Daten des Telekonverters i. a. nicht kennt.
Klar ist, daß für m > 0 die Brennweite mit N-fach-Konverter nicht gleich N * f ist. Doch welchen Wert sie stattdessen hat und warum, darüber gehen unsere Ansichten auseinander. So behaupte ich für das Beispiel mit dem 75-mm-Vergrößerungsobjektiv am Balgen in Beitrag #24 (von den Nominalwerten ausgehend), die Brennweite bei Maßstab 4:1 mit Zweifach-Konverter betrage ca. 90 mm; Stuessi und vierwochen meinen, es seien rund 30 mm. Glücklicherweise ist dies ein rein akademischer Disput und aus Anwendersicht vollkommen belanglos.


Falls m = 0 ist, hat das optische System, bestehend aus Objektiv und Telekonverter, eine Brennweite von N * f.
An dieser Stelle sind wir uns wieder alle einig.


Für alle, die die berechnete Brennweite von 29,4 mm immer noch nicht einsehen, habe ich Bilder mit meinem System und zum Vergleich mit einem Sigma-30-mm-Objektiv gemacht.
Nette Idee – und auf den ersten Blick scheinbar sehr überzeugend. Ich frage mich, ob du uns damit absichtlich in die Irre führen willst, oder ob du dich dabei auch selber beschubst.

Würdest du deinen Aufbau aus Beitrag #24 einfach umkehren, so erhieltest du an Stelle von 4:1 einen Abbildungsmaßstab von 1:4. Du hast ihn aber nicht einfach nur umgekehrt, sondern zugleich auch verstellt – anderenfalls bekämst du kein scharfes Bild auf ... äh, 20 m, oder wie weit jenes Nachbarhaus auch entfernt sein mag.

Wenn man aber einen Telekonverter, der bei normalem Einsatz hinter dem Objektiv das Bild vergrößert, vor das Objektiv setzt, so verkleinert er das Bild. Logisch, daß in diesem Falle die Brennweite kürzer wird. Darüber hinaus ist das Maß der Brennweitenverkürzung abhängig von dem Abstand zwischen Objektiv-Frontlinse und Telekonverter – je größer der Abstand, desto geringer die Abbildungsgröße. Du hast dir also quasi ein Zoom-Objektiv gebastelt und kannst durch passende Wahl des Abstandes zwischen Objektiv und Konverter jede beliebige Brennweite einstellen ... wie zum Beispiel 29,4 mm. Oder na gut, nicht jede beliebige ... aber doch einen großzügigen Bereich um etwa 0,5 * 75 mm herum. 29,4 mm liegt definitiv innerhalb deines Einstellbereiches.

Dein Vergleich mit dem 30-mm-Sigma-Objektiv im Fernbereich beweist also gar nichts.


.
 
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AW: Re: Telekonverter — Berechnung

.. Du hast ihn aber nicht einfach nur umgekehrt, sondern zugleich auch verstellt – anderenfalls bekämst du kein scharfes Bild auf ... äh, 20 m, oder wie weit jenes Nachbarhaus auch entfernt sein mag...
Ich habe den Aufbau nur umgedreht! Der Abstand zwischen Objektiv und Konverter wurde nicht verändert.
Ich hatte vorher ein scharfes vergrößertes Bild vom Objekt bekommen:
4x bei ursprünglicher Einstellung
7,4x bei Vergrößerung der Bildweite mit Zwischenringen um 100mm und Verkleinerung der Gegenstandsweite um 3,4mm.
Hätte ich die Gegenstandsweite um weitere 4,05 mm verkleinert, wäre die Bildweite bei ca. 15m.
Umgedreht habe ich ein scharfes verkleinertes Bild vom 15m entfernten Haus bekommen.
 
Burkhard sandte uns doch eine Grafik zu. Wenn man die Geometrie des Strahlenganges mit Konverter kennt (samt Hauptebenen), könnte man da nicht Formeln für Brennweite, Gegenstandsweite, Abstände der Hauptebenen, Bildweite etc. her- und ableiten? Burkhard schrieb, dass einzig klar sei, dass m' = m * N sei; die Bestimmung von b', f' und g' sei abhängig von der Konverter-Konstruktion.

f' = f * N ist also nur bedingt der Fall (wenn g = unendlich ist). m' kennen wir dank dem Konverter-Faktor N. m' = b'/g' = f'/(g'-f') = X'/f' = m * N.

Können wir vielleicht nur m' sicher berechnen und f', b', g', die neuen Hauptebenen-Lagen und X' (= b' - f') eben nicht präzise (höchstens ihre Verhältnisse untereinander, eben etwa b'/g', weil dies ja das bekannte m' ergibt)? Dafür müssten wir doch Vieles von Objektiv und Konverter kennen?! -

Ich verfolge interessiert mit - aber für Euch noch lohnend mitdenken - da bin ich leider schlicht zu wenig vom Fach (bin Musiker, nicht Physiker :) )

SEHR spannend mit Euch - aber ich bin an meine Grenzen gefordert, wenn nicht zeitweise darüber :)

Danke - guten Tag - Martin

...
 
Zuletzt bearbeitet:
Können wir vielleicht nur m' sicher berechnen und f', b', g', die neuen Hauptebenen-Lagen und X' (= b' - f') eben nicht präzise (höchstens ihre Verhältnisse untereinander, eben etwa b'/g', weil dies ja das bekannte m' ergibt)? Dafür müssten wir doch Vieles von Objektiv und Konverter kennen?! -
In der Zeichnung steckt im Prinzip eine Rechnung drin (Gauss'sche Optik mit dynamischer Geometrie-Software umgesetzt). Man kann im Prinzip die Geradengleichungen von Hand aufstellen und die Schnittpunkte ausrechnen.

Wenn dich nur f' (und damit b' und g') und nicht die Lage der Hauptebenen interessiert, dann ist die einzige Unbekannte die Brennweite des Konverters. Ansonsten fehlen noch die Hauptebenenabstände von Objektiv und Konverter, um auch den Hauptebenenabstand der Gesamtkonstruktion auszurechnen.

L.G.

Burkhard.
 
Danke, lieber Burkhard!
Da komme ich mit :)
Und wenn jemandem Lage und Abstand der Hauptebenen nicht wichtig sind, so kann gar m' = m * N genügen: mit einem 2-fach-Konverter erreiche ich einen doppelten Abbildungsmaßstab - wie groß f', b', X' und g' sowie HH' werden, ist dann von den Konstruktionen von Konverter und Objektiv abhängig ...

DANKE!

...
 
Dass reale TCs eine negative Brechkraft haben, ist - denke ich - unstrittig. Dafür muss man nur mal durch einen solchen hindurchblicken. Auch ein durch den TC gejagter Laser divergiert hinter dem TC.

Da die Hauptebenen des Gesamtsystems aus Grundoptik und Telekonverter je nach Konstruktion (und zusätzlichem Auszug zwischen beiden) munter auf Wanderschaft gehen können, ist die Brennweite des Gesamtsystems bei zusätzlichem Auszug ebenfalls variabel.

Bei meinem "idealisierten Zweilinser" mit dessen Rekollimation und Refokussierung und dessen Linsenabständen bleibt die Brennweite z.B. auch mit zusätzlichem Auszug zwischen Grundoptik und TC immer bei f' = f * N.

Beim "idealisierten Einlinser" verkürzt sich hingegen die Gesamtbrennweite bei Auszugsverlängerung zwischen Grundoptik und TC.

So erhalte ich bei einer doppel-Gauss 50mm-Grundoptik mit zusätzlichen 50 mm Auszug, gefolgt von ein- oder zweilinsigen 2-fach-TCs rechnerisch beide Male einen ABM von 2:1 und auch identische Arbeitsabstände. Die Brennweite des Gesamtsystems liegt aber ein Mal (zweilinser-TC) bei 100 mm und das andere Mal (Einlinser-TC) bei 37 mm. Beim Zweilinser wird hierbei aus einer fest eingestellten nominellen f/4 des Grundobjektivs entsprechend regelkonform eine f/8.0, während sich beim Einlinser die apparente Brennweitenverkürzung auch in der Blende niederschlägt, die dann zur f/3.0 wird. Dabei sind die numerischen Aperturen sowohl Gegenstands- wie auch Bild-seitig zwischen Ein- und Zweilinser jedoch identisch; bildseitig mit NA' = 0.0335 entspräche dies einer effektiven Blende von f/15.

So weit zu den Rechenmodellen mit idealisierten "dünnen Linsen". In der Realität dürfte es ziemlich unerheblich sein, ob das Gesamtsystem nun im Nahbereich eine Brennweite von f' = f * N oder von f' << f * N habe, wenn in letzterem Fall die Hauptebenen irgendwo hingewuppt sind, oder ob man das simplere Bild bemüht, dass ein TC immer eine 2-fach-Vergrößerung des Bildes erzeugt, welches ohne ihn bei unveränderter Position der Grundoptik entstanden wäre.
Ergo: ein Palaver über das Brenweiten-Resultat von Telekonvertern im Nahbereich ergibt nur dann Sinn, wenn man die tatsächliche Verschiebung der Hauptebenen kennt und mit berücksichtigt. Da dies in der Realität kaum leistbar ist, halte ich die Diskussion insgesamt für wenig zielführend.

Edit: dass zusätzlicher Auszug zwischen TC und Kamerasensor den TC aus seinem optimalen Arbeitsbereich herausführt, wurde ja bereits erwähnt. Wer es dennoch tut: hier ist zumindest die rechnerische Situation insofern einfacher, als die Hauptebenen nun in Relation zu den optischen Elementen dort bleiben, wo sie auch ohne diesen Zusatzauszug waren. Entsprechend bleibt hierbei die Brennweite des Gesamtsystems f' bei f' = f * N. Freilich muss nun für einen ABM von 1 ein Zusatzauszug von N * f eingesetzt werden. Die Zwischenringe bzw. ein Balgengerät haben dann also einen geringere "Hebelwirkung".
 
Zuletzt bearbeitet:
:) ... und da passt Dein Satz ganz unten ja perfekt dazu: eine Lösung haben für kein Problem :lol:

Gutes Wochenende! Herzlich

Martin

...
Code:
 
Eine Anwendung der Palaver-Ergebnisse in der Praxis könnte so aussehen:

Man hat 15 verschiedene Zwischenringe, ein Objektiv, einen TK und eine Kamera. Ohne Rücksicht auf Verluste in der Abbildungsleistung möchte man mit der Ausrüstung den ABM maximieren.

Wenn man den TK genau kennt, kann man sehr schnell bestimmen, welche Zwischenringe vor und welche hinter den TK gehören.
 
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