Schärfentiefe oder Tiefenschärfe

Schärfentiefe oder Tiefenschärfe. Ein abendfüllendes Thema. Richtig ist definitif Schärfentiefe.

 

Ausführliche Abhandlung zum Thema z.B. hier.

Förderliche Blende

 

Die Berechnung wurde nach einem Tipp von Kurt Wirz korrigiert. (Danke Kurt)

 

Anstelle der Normal Aperture von 0.11 bei einem 63er Luminar wird die Nominelle Blende von 4.5 eingesetzt. Diese Richtigstellung ergibt dann auch realistischere Resultate.

 

 Die Schärfentiefe nimmt bei einer gegebenen Brennweite grundsätzlich mit dem Schließen der Blende zu. Bei zu starkem Abblenden treten allerdings die Effekte der Beugungsunschärfe auf, die den möglichen Gewinn an Schärfentiefe wieder kompensieren. Der Kompromiss heisst förderliche Blende oder optimale Blende.

 

Die optimale oder förderliche Blende z.B. beim Biotar 12.5/20 beträgt 3,5.

 

Aus der optimalen Blende kann man auch die Schärfentiefe berechnen die als Richtwert für die Fokussierschritte herangezogen werden kann.

 

Die Fomel dazu lautet:

 

2 u K (M+1)/M² 

K = nominelle Blende 

u = Beugungsunschärfe (Zerstreukreis)

M = Abbildungsmassstab

 

Formel gemäss Zeiss Informationsschrift Mikro Nr. 3 über Luminar Objektive

 

Bei 24x36 KB Format kann man einen Zerstreukreis von 0.03mm einsetzen

 

Beispiel:

Objektif Luminar 63/4.5

Zerstreukreis 0.03mm

 

Ich möchte einen Abbildungsmassstab von ~4 erreichen

Balgenauszug (Länge von der Sensorebene bis zum Blendenring) 4 x 63 = ~250mm

 

2 x 0.03 x 4.5 x (4+1)/ 4² = 0.084

Vorsicht dies ist kein wissenschaftlicher Vergleich!! 

 

Nachfolgend die praktische Nachprüfung. Messlupe mit 0.1 mm Einteilung. Die Werte in der Formel wurden übernommen. Es sieht in der Praxis einwenig besser aus als in der Theorie. 

Der Praxisbeweis
Der Praxisbeweis

Eine Uebersicht für die Luminare 63 und 25 gibt es hier

Genügt die Auflösung der Luminare für heutige DSLR

Gemäss der Zeiss Firmenschrift wird die max. Auflösung bei Luminaren wie folgt berechnet:

d=λ/2A

wobei

 

d= kleinster noch auflösbarer Abstand zweier Objektdetails im Objekt

λ = Lichtwellenlänge (Tageslicht ca. 0.00055mm oder 550 nm)

A = Numerische Apertur. Bei einem Luminar 63/4.5 z.B. 0.11

 

Das ergibt für das 63/4.5    2.37 Mikrometer

                 für das 25/3.5    1.95 Mikrometer

 

Eine FF DSLR hat typisch ~6 Micron von Pixel zu Pixel (D3X 5.8)

Allgemein gilt, dass 3 Pixel gerade noch unterscheidbar sind, in der Praxis ist es wegen den AA und Bayer Filter vermutlich wesentlich mehr.

3 Pix x 6 = 18 Mikron

 

Schlussfolgerung: Ein Luminar ist bestimmt nicht der limitierende Faktor bei der Auflösung es ist immer mindestens um den Faktor 8-10 besser als jede DSLR