Zwischenring und Abbildungsmaßstab

[Lothar]

Hallo Forum-User

Ich habe eine generelle Frage zu Zwischenringen.

g : Arbeitsabstand (Objekt – Objektiv)
bZ : Breite Zwischenring
f : Brennweite
hG : Höhe Gegenstand
hS : Höhe Bildsensor
beta : Abbildungsmaßstab

Stellt man die Formel g = (bZ + f) * (1 + ( hG/hS ) ) nach beta um (Quelle: Wikipedia)

beta = hS / hG

beta = (f + bZ) / ( g – (f + bZ) )

folgt daraus, dass beta größer wird, wenn bZ größer wird.

Als Beispiel: Ich habe eine Brennweite von 100mm einen Arbeitsabstand von 385mm und keinen Zwischenring

beta = ( 100 + 0 ) / ( 385 – ( 100 + 0 ) ) = 0,35

das gleiche Beispiel mit einem Zwischenring von 40mm

beta = ( 100 + 40 ) / (385 – ( 100 + 40 ) ) = 0,57

Allerdings kann ich mir nicht erklären, warum das so ist. Habe keine Praxiserfahrung.
Hierbei handelt es sich um ein Forschungsprojekt mit einer Industriekamera und anschließender Bildverarbeitung, also nicht um „normale“ Fotografie.

Zudem steht hier geschrieben, dass ein Zwischenring den Abbildungsmaßstab verringert.
http://www.imaging-solutions.de/pdf/TN_Makro.pdf

Es würde mir sehr weiterhelfen, wenn mir das jemand „praktisch“ erklären könnte.

Schon mal Danke fürs lesen,
Lothar

[KaoTai]

Als Beispiel: Ich habe eine Brennweite von 100mm einen Arbeitsabstand von 385mm und keinen Zwischenring

beta = ( 100 + 0 ) / ( 385 – ( 100 + 0 ) ) = 0,35

das gleiche Beispiel mit einem Zwischenring von 40mm

beta = ( 100 + 40 ) / (385 – ( 100 + 40 ) ) = 0,57

Allerdings kann ich mir nicht erklären, warum das so ist. Habe keine Praxiserfahrung.

Wenn ich eine bestimmte Motiventfernung auch ohne Zwischenring einstellen kann, dann hat es keinen Sinn einen Zwischenring zu verwenden. In beide Formeln die gleiche Aufnahmeentfernung g einzusetzen widerspricht daher der fotografischen Praxis.

Das macht ja auch keiner so.
Nämlich den Arbeitsabstand g gleich lassen, wenn man den Zwischenring einbringt.

Ein Zwischenring ist nur ein Tubus, ohne Glas drin, er verändert also die Brennweite des Objektivs nicht.
Somit gilt weiterhin 1/f = 1/g + 1/b.

Bei einem normalen Objektiv kann man die Bildweite b in einem gewissen Bereich verändern, im einfachsten Fall in dem man die ganze starre Linsenkonstruktion mit fester Brennweite f mittels des Entfernungsrings schraubend näher oder weiter weg von der Filmebene platizert.
Eben so, daß b zu der Entfernung g des Motivs passt.

Weniger als b=f ist nicht sinnvoll, denn das reicht bereits für unendlich weit entfernte Gegenstände (g = inf).
Nach oben hin gibt es irgendwo eine Grenze (etwa b<1.2*f), aufgrund des Strahlverlaufs.
Normale Objektive sind so konstruiert, daß das Motiv sehr viele Brennweiten entfernt ist (g >> f, somit b>=f) und die Strahlen halbwegs parallel auf die Frontlinse treffen.

Wenn das Motiv zu nah an der Frontlinse sitzt, dann laufen die Strahlen merklich auseinander und die Konstruktion und Korrektur des Objektivs passt nicht mehr recht, das Bild wird unscharf.
Die Objektiv-Hersteller setzen dem eine Grenze, in dem der Entfernungsring einen mechanischen Anschlag hat.

Wenn man nun einen Zwischenring zwischen Objektiv und Kamera setzt, dann verlängert man die möglichen Bildweiten b über die Nahgrenze hinaus, die der Objektivhersteller vorgesehen hat (*).
Das geht, aber die Bildqualtität wird dadurch nicht besser - für solche Zwecke gibt es Makro-Objektive.

(*) Spätestens bei einem Abbildungsmaßstab von 1:1 (b=g=2*f) wäre es dann besser, das Objektiv in "Retro-Stellung" zu nutzen.
D.h. mit der Frontlinse nach hinten.

[Lothar]

Wenn ich eine bestimmte Motiventfernung auch ohne Zwischenring einstellen kann, dann hat es keinen Sinn einen Zwischenring zu verwenden. In beide Formeln die gleiche Aufnahmeentfernung g einzusetzen widerspricht daher der fotografischen Praxis.

Dass das keine normale Vorgehensweise ist, habe ich mir bereits gedacht.

Ich konkretisiere mein Problem mal.

Und zwar haben wir ein bereits bestehendes System
g = 385mm; f = 100mm (bzw. 50mm mit Brennweitenverdoppler); beta = 0,57; bZ = 40mm

beta ist mit 0,57 fest, das muss so sein, bei einem f = 100mm folgt daraus eigentlich eine g = 275mm.
Jetzt frage ich mich, warum ist dieses System mit bZ = 40mm und g = 385mm, mit einem berechneten System ohne Zwischenring und g = 275mm identisch?

Ich bin nach meinen Recherchen davon ausgegangen das man Zwischenringe verwendet um unter die MOD des Objektivs zu gelangen. Somit dachte ich, das ich mir ein g mit meinen gegebenen Werten ausrechne, feststelle das dieser Wert unter MOD liegt, und einen entsprechenden Zwischenring verwende um auf mein gewünschtes g zukommen. Die MOD des verwendeten Objektivs ist mir übrigens nicht bekannt.

Mir will nicht einleuchten, warum ich mit einem Zwischenring meinen Abstand g vergrößere (im Gegensatz zu dem berechneten g) und trotzdem auf das von mir gewünschte beta komme.

[KaoTai]

Ich bin nach meinen Recherchen davon ausgegangen das man Zwischenringe verwendet um unter die MOD des Objektivs zu gelangen.

Mir will nicht einleuchten, warum ich mit einem Zwischenring meinen Abstand g vergrößere ...

Das Ergebnis deiner Recherchen stimmt:
Ein Zwischenring ist nur ein Trick um den MOD-Anschlag der Objektiv-Fassung zu umgehen.

Wikipedia schreibt, daß d der Abstand von der Sensorebene zum Gegenstand ist, nach üblicher Berechnung also d = g+b.

[Lothar]

Mir ist gerade noch was aufgefallen, und zwar ist mit der Formel 1/f = 1/g + 1/b umgestellt nach g = (b*f)/(b-f).
Fokussiere ich nun auf unendlich, mit meinem bZ = 40mm habe ich ein b von 140mm, so lässt sich ein gMAX von 350mm errechnen. g = (140*100)/(140-100)
Also liegt der momentan benutzte Arbeitsabstand von 385mm über gMAX, somit sollte ich das Objekt gar nicht mehr scharfgestellt bekommen. Die Praxis zeigt aber das es funktioniert. Hat jemand eine Erklärung dafür, habe ich eventuell falsch gerechnet.

Liegt es eventuell an dem 50mm Objektiv mit Brennweitenverdoppler?

Wikipedia schreibt, daß d der Abstand von der Sensorebene zum Gegenstand ist, nach üblicher Berechnung also d = g+b.

Habe ich auch gelesen, ist aber falsch. Einfach festzustellen indem man bZ = 0 einsetzt. So vereinfacht sich die Formel zu d = f * (1+m / m), was der üblichen Formel zur Berechnung des Arbeitsabstandes ( wenn beta und f bekannt sind) entspricht.

[Gast]

Ich rechne jetzt den ganzen Kram nicht nach, aber Gegenstands- bzw. Bildweite wird immer von der Hauptebene des Objektivs gerechnet, und diese kann durchaus ausserhalb des Linsensystems liegen (Stichwort Retrofokus zB). Zudem wird der verwendete "Brennweitenverdoppler" (Teleconverter?) Einfluss auf die Lage der Hauptebene des gesamten Linsenpakets haben.

[Lothar]

Zudem wird der verwendete "Brennweitenverdoppler" (Teleconverter?)...

Ich vermute das es sich um eine Barlowlinse handelt. Jedenfalls ähnelt es eher einer Barlowlinse als einem Telekonverter, wenn man die Bilder von Wikipedia als Referenz nimmt.

Ich werde mich damit mal etwas weiter beschäftigen.

Danke an alle Leser und vorallem an die fleißigen Poster.