Optimale Blende
Hier sind ein paar Gedanken zur optimalen Blende wiedergegeben.
Während sich die Unschärfe aufgrund der Beugung in jedem Bildpunkt auswirkt,
variiert die geometrische Unschärfe von Objektpunkten mit dem Abstand dieser
Punkte von der Objektebene, für die die Abbildungsbedingung erfüllt ist. Deshalb
sei ein kleiner Bereich des Bildes betrachtet, dessen Objektpunkte die Entfernung
t von dieser fokussierten Ebene besitzen. Der Durchmesser des zugehörigen
Zerstreuungskreises beträgt (bei entsprechender Formel im
Abschnitt über die Blende ist T=2t
gesetzt):
Dabei habe ich mich auf den Fall des symmetrischen
Objektivs beschränkt, das bei Makroaufnahmen überwiegend eingesetzt wird.
In einer einfachen Modellbetrachtung addieren sich der Radius des
Zerstreuungskreises und der Radius des Beugungsscheibchens, so dass der
Durchmesser des "Unschärfescheibchens" R sich ergibt zu:
Diese Funktion der Blende besitzt genau ein lokales Minimum bei:
Bei dieser Blende und bei
Objektpunkten im Abstand t von der scharf abgebildeten Objektebene sind der Verlust an
Schärfe in Folge der Beugung und der Zuwachs an Schärfentiefe gerade
ausgeglichen. Sowohl Abblenden als auch Aufblenden würden zu einer
Vergrößerung des Unschärfescheibchens führen.
Schon beim Bilden der Ableitung von R nach k und anschließender
Multiplikation der Gleichung mit k erkennt man, dass beim Minimum die Größe
des Beugungsscheibchens und die Größe des Zerstreuungskreises gleich groß
sein müssen. Bei k=km gilt:
Bei Objekten geringer Tiefe bietet es sich an, den Fokus in die Mitte
des Objektes zu legen und die Optimierung am Nahpunkt bzw. Fernpunkt
durchzuführen. Mit T=2*t ist dann:
Der größte Zerstreuungskreis tritt am Nahpunkt und Fernpunkt auf. Hier ist:
Im Gegensatz zur förderlichen Blende liefert diese Methode
geringe Blendenwerte, wenn die Tiefe sehr gering ist, so dass räumliche Auflösung
nicht unnötig verschenkt wird. Mit steigender Tiefe wächst der Blendenwert k.
Wenn
die förderliche Blende erreicht oder überschritten ist, sollte man diese einstellen, weil es
sonst keinen scharfen Bereich im Bild mehr gibt. Möchte man
Ausschnittsvergrößerungen anfertigen, so darf man nicht bis zur
förderlichen Blende abblenden und sollte lieber die Schärfentiefe durch
Kombination von Schärfenebenen (Z-Stapel) erhöhen.
Die Tiefe, bei der optimale Blende und förderliche Blende gerade gleich
sind, ist gegeben durch:
Zum Schluss möchte ich nochmals darauf hinweisen, dass ich mit diesen
Formeln nicht anregen will, bei jeder Aufnahme Tiefen zu messen und eine
Rechnung durchzuführen. Vielmehr geht es mir darum, nicht stur nach einer
Tabelle die förderliche Blende einzustellen, sondern lieber einmal Aufnahmen
mit geringerem Blendenwert zu wagen. Bei einer Digitalkamera kann man
schnell überprüfen, ob die Schärfentiefe ausreichend ist, der Kontrast
genügend oder ob sich bereits Beugungseffekte bemerkbar machen.
|