Kamera Klein

Durch einen schmalen Zwischenraum wird ein Strahl durchgelassen. Dahinter verbirgt sich ein Bildschirm (der auch eine weiße Mauer sein kann), und wir machen ein Bild davon, wie der Punkt auf dem Bildschirm oder die durch den Strahl des Lasers hervorgerufene Mauer auszusehen hat. Jetzt wollen wir sehen, was geschieht, wenn wir diese Lücke immer kleiner machen.

Bild 1: Ein geöffneter Strahl ergießt sich durch eine weit geöffnete Öffnung Zunächst, aber der Abstand oder die Öffnung ist weit offen. Aber das meiste des Lichts ist wirklich im Mittelpunkt gebündelt Bild 2: Reduzierung des Spaltes Im nächsten wird der Spalt dünner so gestaltet, dass er weniger groß ist als der dicke Strahl.

So wird der Strahl durch den Abstand auf der linken und rechten Seite geschnitten. Versuche, den Lichtbündel mit dem Abstand in waagerechter Ausrichtung zu blockieren, führte, um den Lichtbündel waagerecht zu verbreitern. Bild 3: Lücke kaum größer als lightWellenlänge Je schmaler der Abstand, umso größer wird die Diffraktion, die den Lichtbündel ausdehnt stärker

Der Beugungseffekt von stärksten tritt auf, wenn der Abstand kaum größer als der von Lichtwellenlänge ist. Die Transformation könnte kaum extremere sein, und das nur durch die Verringerung der Lücke, durch die das Leuchten fällt! Inzwischen ist nähert die Größe der Bildpunkte auf dem Bildsensor von modernen Kamerahandys bereits alarmierend hoch.

Werden 2048 x 1536 Bildpunkte (also fast 3,2 Megapixel) auf einen nur 4 x 3 mm großen Chip gepresst, dann sind die Bildpunkte nur 2000 nm lang. Erhöht man den Wert des Sensors auf 8 Mio. Pixeln bei gleichem Format, verkleinert sich Pixellänge auf 1200 nanometr. Für die Aufnahme von scharfen Bildern überhaupt benötigt eine Kamera ein Objektiv:

Dabei wird das vom aufgenommenen Objekt abgestrahlte Streulicht gesammelt und auf den jeweiligen Träger gebündelt. Idealerweise laufen alle von einem Gegenstandspunkt ausgehenden Strahlen auf der Folie oder dem Fühler in exakt einem einzigen Ort zusammen, s. dazu die Zeichnung nebenstehend. Das Diaphragma befindet sich in der Regel unmittelbar hinter der Optik.

Das restliche Objektiv dagegen verbirgt die Lichtstrahlung aus den besonders verzerrten Außenbereichen des Objektivs oder reguliert bei größeren Kameras auch dessen Größe, indem es die Gesamtmenge des einfallenden Lichts reguliert. Die Blende verhält sich nun wie die Lücke in dem auf der vorherigen Bildschirmseite gezeigten Versuch und lenkt das Bild ab.

Die Ausdehnung findet jedoch sowohl nach links/rechts als auch nach oben/unten statt, da der Öffnungsring das Lichteinfall sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung eingrenzt. Dies wird Beugungsscheibe genannt. Bei einer typischen Apertur mit einer f-Zahl von 2,8 entstehen 4000 nm Beugungsscheiben auf dem Fühler in gelb-orangem Licht von 590 nm (Wellenlänge).

Weil jedoch benachbarte Bildpunkte immer unterschiedliche Farbtöne annehmen, ist beträgt das wirksame Bildpunktraster auch 4000 nm (für rot und blau Pixel) und 2800 nm (grüne Pixel), so dass die Beugungsscheiben mit 4000 nm gerade noch geeignet sind. Erhöht man die Auflösung jedoch von 3,2 Megapixeln bei unveränderten Dimensionen auf 8 Megapixeln, so ist die Beugungsscheibe bereits ca. zehn.

Die feinen Einzelheiten des Objektes werden so auf dem Monitor zwangsläufig verschwommen; seine große Anzahl von Pixeln kann nicht mehr vorteilhaft dargestellt werden. Grundsätzlich gibt es eine simple Lösung für für dieses Problem: die Ausbreitung des gesamten Kamerasystems für In der nebenstehenden Abbildung ist beispielsweise eine Verdopplung der Größe von Objektiv, Iris und Fühler sowie eine Verdopplung des Abstandes zwischen Objektiv und Fühler dargestellt.

Aufgrund der doppelten Blendengröße werden die Diffraktionseffekte halbiert, aber durch den doppelten Objektiv- bzw. Blendenabstand zum Messkopf nochmals verdoppelt. Die beiden Einflüsse gleichen sich aus, so dass die Beugungsscheiben trotz "Verdoppelung" der Handy-Kamera unverändert groß sind. Mit der Kamera nehmen aber auch die Sensorpixel zu, und somit überdecken die unverändert großen Beugungsscheiben in einer vergrößerten Kamera, wie man im Abgleich der beiden letztgenannten Graphiken erfährt.

So hat eine Digital-SLR-Kamera mit Vollbildsensor (36 x 24 Millimeter) trotz 25 Megapixeln bei 2,8 Blendenstufen keine Beugungs-Probleme, während die 8-Megapixel-Handykamera funktioniert auch bei beugungsbeschränkt ganz wahnsinnig gut. Bei würde übrigens genügt es, Objektiv und Iris mit unverändertem Entfernung zum Messkopf zu vergrößern, so dass die Anzahl der Aperturen und damit auch die Größe der Beugungsscheiben abnimmt.

Bei einem Blendenwert unter 2,8 steigt der Entwicklungsaufwand für ein gutes, scharfes Abbildungsobjektiv jedoch sehr zügig an. Der weitere Pluspunkt einer größeren Blendenöffnung (unabhängig davon, ob nur das Objektiv mit Blendenöffnung oder die gesamte Kamera vergrößert wird) ist, dass mehr Helligkeit auf dem Fühler fällt und damit das Bildrauschen unterdrückt wird.

So viele Details, die hinter einem größeren Objektiv und einer größeren Blendenöffnung bei sonst gleichbleibender Pixelanzahl wäre aufgelöst wurden, verschwimmen zu einem unbestimmten Etwas. Trotzdem sind zusätzliche Bildpunkte im Kamera-Sensor nicht abzulehnen: So kann ein 2 Megapixel-Sensor hinter einem Miniobjektiv etwa 1 Megapixel stark auflösen. Dort sind die Daten für die Beugungsscheiben kleiner, da zum einen die Biegeradien und nicht die Durchmessern angezeigt wurden, zum anderen auf einem etwas kürzere Lichtwellenlänge eingetragen ist.

Die angegebene Liste verdeutlicht, dass selbst Profikameras wie eine EOS 1D nicht das Problem der Beugung haben geschützt Die Wirkung dieser Kamera kommt jedoch nur dann zum Ausdruck, wenn eine sehr kleine Apertur wählt verwendet wird. Bei den Automatik-Programmen dürfte ist dies kaum der Fall, sie reduzieren die Blende, wenn der Internet-Blog stark ist.

Möchte eine Kamera Käufer die Möglichkeit offen lassen, vergrößern oder bearbeiten durchzuführen, dann macht auch eine höhere Auflösung durchaus Sinn, aber nur, wenn sie effizient in der Grafik-Datei ankommt. Deshalb ist es sinnvoll, Ihr Budget in eine größere Linse und einen größeren Fühler zu stecken. Auch bei Fotohandys gibt es hier nicht unwesentliche Abweichungen, insbesondere bei digitalen Kameras.

Nur mit " vollwertigen " Sensorgrößen (Four Thirds, Fovéan, etc.) ist es wirklich wert, die Marke von 10 Megapixeln zu überschreiten, und Vollformat-Sensoren können auch 20 Megapixeln und mehr hinter einem gutem Glas ausstoßen. Display: Mit drei Hauptplatinen und variabler Blendenöffnung tritt die R17 Pro demnächst in den Wettkampf gegen Huawei und Samsung ein. Die Galaxy S10 wird auch auf Rückseite mit drei Fotoapparaten zu sehen sein.

Die Ursache sollte eine neue Kameratechnik sein. Die Größe des Chips beträgt 8000 x 6000 Bildpunkte.