Fotoapparat Funktionsweise Physik

Redaktionsassistentin: Physik Geschichtsberatung: Verfasser (A) und Gutachter (B): Das Autorkürzel steht in spitzen eckigen Klammern, die Nummer in runder Folge ist die Sachgebietsnummer; eine Auflistung der Sachgebiete finden Sie im Einleitungstext.

Brillenglas

Sollte ein einzelnes Objekt nicht mehr das Bild von gewünschte erhalten, weil z.B. die Objektivbrennweite sehr groß oder veränderlich sein sollte, können Sie auch mehrere Objektive zu einem Objekt kombinieren.... Hierzu werden die Objektive im Gehäuse ganz normal nacheinander platziert oder auch fix montiert.

Einzellinsen und auch zusammengesetzte Objektive werden als Gruppierung oder Link bezeichnet. Abhängig vom verwendeten Glas werden mehr oder weniger Objektive und Linsengruppen in ein einziges Glas eingebaut. Auch bei einem Zoom sind die einzelnen Baugruppen so montiert, dass sie relativ zueinander verschoben werden können, so dass die Objektivbrennweite eingestellt werden kann. Mit Kompaktkameras mit Zoom-Objektiven sind 14 Objektive in 10 Linsengruppen keine Ausnahme.

Gläser haben auch den Vorzug, dass z.B. Abbildungsfehler durch ein Glas würden durch eine raffinierte Zusammenstellung mehrerer Gläser weniger schwerwiegend sind. Wie bei einem Glas hat ein Glas zwei Brennweiten - und damit eine Objektivbrennweite - und zwei Grundebenen. Deshalb arbeitet die Bildgebung mit einem Glas wie mit einem anderen.

Das bedeutet, dass Sie nur mit einem Objektiv fokussieren können, das sich in einem gewissen Umkreis zum Objektiv befindet. Wenn Sie nicht nur die Stellen, die exakt auf der scharfen Fläche liegen, sondern auch die, die sich auf oder weiter von näher entfernen wollen, dann müssen Sie diese Unschärfekreise kleiner machen.

Dies kann z.B. mit einer Öffnung erfolgen. Die Blendenöffnung lässt aber auch weniger Helligkeit in das Glas, so dass die Pixel dunkeln. Wer tatsächlich Gegenstände, die sich klar außerhalb der spitzen Fläche befinden, schärfer darstellen wollte, lässt wie bei der Camera Obscura nur einen Lichtbündel pro Messpunkt durch.

Zu schlieÃen die Ãffnung nicht bis jetzt zu müssen, man kann ein Schwäche des Henkels ausnutzen: Nur bis zu einer festgelegten Größe kann das menschliche Auge auflösen. Das Gebiet, in dem Gegenstände scharfe Bilder gemacht werden können, heißt Schärfentiefe D. h. man kann Unschärfekreise bis zu einer festgelegten Größe zugeben, ohne dass das Foto verschwommen ist.

So kann man mit jedem Bild wie möglich günstigen Kompromiß zwischen Schärfentiefe und Menge Licht zusammentreffen. Zur Fokussierung eines Objekts auf einen bestimmten Wert muss das Glas so eingestellt werden, dass ein gewisser Wert b zwischen der Hauptebene und der Bildebene liegt. Dieses Gebiet wird Schärfentiefe genannt. Es wird davon ausgegangen, dass die Unschärfekreise auf einem belichteten Bild nicht größer als 0,1mm werden wird.

Die Vergrößerung ist je nach Filmformat und/oder Sensorgröße ändert unterschiedlich, so dass auch die Größe der ebenso stark beachteten Unschärfekreise variieren kann. Die Größe dieser Ringe wird durch die Parameter abhängig bestimmt: der eingestellte Lichtabstand auf dem Objektiv: dies definiert b, der Lichtabstand-Winkel des Motivs zum Objektiv: dies erlaubt es Ihnen, b' zu definieren, und die Blende: dies stellt dB fest.

Auf diese Weise können Sie den Durchmessern von Unschärfekreises für eine bestimmte Scharfeinstellung (eingestellte Entfernung auf dem Objektiv), Distanz und Brennpunktzahl errechnen. Angenommen, dass an Rändern Schärfentiefe groß, exakt 0,03mm sein kann, kann die Berechnung der Formeln auch weiter geändert werden und erhält kann aus den Brennweiten-, Blenden- und Fokussiergrenzen von Schärfetiefe berechnet werden:

in der f die Brenndauer in mm, f die Einstellung der Scharfeinstellung in mm ist. Zur Veranschaulichung des Einflusses von Apertur, Abstand und Brenndauer kann diese Gleichung auch als Grafik dargestellt werden: Schärfentiefe Die Einstellung der Blendenöffnung ist der leichteste Weg, um von Schärfentiefe auf verändern zu gelangen. Je kleiner die Apertur, um so mehr ist die Schärfentiefe als die Größe von Unschärfekreise von der Größe einer Apertur aus.

Sie fällt, dass die Schärfentiefe zur Seite der Fotokamera kleiner ist als zur Seite der Unendlichkeit. Aber auch die Distanz ist entscheidend. Das heißt, bei kleinen Distanzen (Fokussierung) ist Schärfentiefe kleiner als bei großen Distanzen. Außerdem hat die Objektivbrennweite Einfluss auf die Schärfentiefe. Mit zunehmender Länge der Aufnahme verringert sich Schärfentiefe bei gleicher Distanz und gleichbleibender Blendenöffnung.

Durch die Kombination der drei Einblicke kann man mit einer kleinen Apertur, einer kleinen Distanz und einer kleinen Apertur das größtmögliche Ergebnis erzielen. Man fragt sich, unter welchen Voraussetzungen fotografiert werden soll, wenn man eine möglichst große Schärfentiefe mit gleichbleibender Blendenöffnung haben möchte. Wenn Sie ein Motiv formatfüllend schießen wollen, können Sie sich entweder mit einer kleinen oder einer großen Länge nähern.

Beide Auswirkungen auf Schärfentiefe kompensieren sich gegenseitig, so dass Schärfentiefe gleichbleibend ist. Dies senkt die Schärfentiefe. Denn um den selben Abbildungsmaßstab zu erzielen, wird auch die Objektivbrennweite mit einem kleinen Fühler, dem Schärfentiefe, reduziert. Sie sehen in der obigen Abbildung, überwiegt aber die Wirkung der kürzeren Brenndauer, so dass die Schärfentiefe zunimmt.