Telekonverter

[Guppy]

Hallo Martin
Weder Herr Hildebrand noch Herr Hauschild haben alles nachgeprüft oder selber gemessen, was im Buch steht,
so sicher auch nicht die Korrektoren und andere Fachleute die den Text gegengelesen haben.
Sie sind auf Drittmeinungen angewiesen, dies ist vor allem bei Büchern der Fall die sehr umfassend sind,
da werden der Vollständigkeit halber, auch fremde Äusserungen oft ungeprüft übernommen (nachgeplappert).
Grundsätzlich zeigt sich immer wieder, dass es auch in einem Fachbuch Fehler hat.
Autoren sind lobenswert, denn sie haben eine grosse Arbeit auf sich genommen, dennoch sind sie Menschen, wie du und ich und deshalb nicht fehlerfrei.
Dies ist kein Vorwurf an Autoren und deren Bücher, sondern ein Erkennen der Realität.
Es ist lediglich ein Fehler, wenn man glaubt, dass Autoren fehlerfrei sind.

In der Makro- und vor allem in der Mikrofotografie sollte man nicht unbesehen Theorien und Erfahrungen von der allgemeinen Fotografie übernehmen.
In der Mikrofotografie sind Theorien und Erfahrungen der Mikroskopiker eher zutreffend, diese sind aber oft nicht deckungsgleich mit der allgemeinen Fotografie.
Dies zeigt sich auch dadurch, dass erkennbar, der kontinuierliche Verlauf (Kurve),
also die Reduzierung der Schärfentiefe bei steigendem Abbildungsmassstab im Bereich um 2:1 in ihrer Steilheit abflacht.
Würde die Steilheit gleich bleiben, wäre die Schärfentiefe bei 4:1 schon bei null Millimeter angelangt.
Ab einem Abbildungsmassstab von etwa 5:1 verläuft die Kurve dann sehr flach und gleichmässig in einer Abnahme der Schärfentiefe.

Sofern man etwas mit der eigenen Ausrüstung selber messen kann, sollte man dies deshalb tun.
Mit der Zeit lernt man dabei die Zusammenhänge kennen und macht auch weniger Fehlmessungen.
Die Aussagekraft solcher Messungen bezieht sich aber genau auf das verwendete Setup und den damit geprüften Bereich!

Kurt

[Guppy]

Hallo Martin
Sinn und Zweck dieses Beitrages ist es nicht, dass ICH Meinungsbildend bin,
sondern man soll sich eine eigene Meinung machen und diese mitteilen,
aus all den Meinungen entsteht dann hoffentlich eine Meinung
oder mindestens ein Hinweis, wie es jeder für sich zweifelsfrei testen kann.
Autoren nehme ich anfänglich gerne als Hinweis, wie etwas sein könnte,
doch schätze ich eigene Erfahrung höher ein, aber immer mit der Äusserungen der Autoren im Hinterkopf,
deshalb habe ich auch eine nach hinten ausladende "Birne".

Kurt

[Guppy]

Hallo Martin
Genau so ist es, ich mache darauf aufmerksam, dass nach meinen Messungen, also nicht Thesen,
die Verwendung von Telekonvertern bei der vergrössernden Fotografie keinen Sinn macht.

Betreffend KOMPENDIUM ist mir gestern Abend ein Fehler aufgefallen.

Seite 53 im grau hinterlegten Bereich im 3. Absatz, 3. Zeile:
"... wird jedoch die Verschlusszeit um 1/2 LW auf ca. 1/90 Sek. verkürzt und......"
Die Verschlusszeit von 1/90 Sek. bezieht sich auf die vorher erwähnte Verschlusszeit von 1/125 und somit ist 1/90 Sek. NICHT eine Verkürzung sondern eine Verlängerung
und somit ist die Zeitangabe falsch, es sollte heissen:
"... wird jedoch die Verschlusszeit um 1/2 LW auf ca. 1/190 Sek. verkürzt und......"

Dies nur als Beispiel, die Autoren und das Buch sind deshalb nicht schlecht, sondern solche Fehler sind normal.
Ich schätze das Buch sehr, denn es enthält viele wertvolle Informationen.

Bücher, Lehrbücher und so auch Landkarten dienen als Orientierungshilfe, sie geben Hinweise.
Die Theorie in die Praxis umsetzen, prüfen, erleben, oder hingehen muss man selber.

Kurt

[Guppy]

Hallo Martin
" bloß die 1 vergessen".
An dieser Stelle bedeutet das "1" volle 100, eine halb so lange Belichtungszeit
und die Korrektur geht in die falsche Richtung und das in einem Fachbuch.

Ich habe nie geäussert, dass ich alle Inhalte als zweifelhaft bezeichne!
Sondern ich erwähnte, dass es oft, auch in Fachbüchern Fehler gibt und man deshalb nicht alles unkritisch glauben sollte.
Ein 1.4 fach Konverter dunkelt das Bild um eine Blende ab, da doppelte Fläche; ein zweifach Konverter um 2 Blenden, da vierfache Fläche.
Eine Abdunkelung muss aber nicht unbedingt nur durch eine Veränderung der Blende/Brennweite erfolgen.
Ein Konverter ist für unterschiedliche Objektive ausgelegt und nicht speziell für ein Objektiv optimiert, deshalb kann es sein,
dass bei einem Objektiv eine leichte Fehlanpassung der Fall ist und somit die Auflösung nicht entsprechend einem Objektiv ist, das tatsächlich eine längere Brennweite besitzt.
Zusätzlich verschlechtert ein Konverter auch die anderen Eigenschaften eines Objektivs und somit werden alle Aberrationen besser sichtbar.

Qualitativ gute Konverter sind teuer und nicht universell einsetzbar. Viele Fotografen ziehen deshalb ein Objektiv mit höherer Brennweite vor.
Wobei nicht nur bei Hobby-Fotografen Konverter oft zur Anwendung kommen.

Kurt

[Guppy]

Hallo Martin
Ebenfalls zu meiner Verwunderung, kann sich unter bestimmten Umständen die Auflösung tatsächlich erhöhen.
Aber nicht generell!

Kurt

[Werner Buschmann]

Hallo Kurt,

meine optische Kompetenz ist recht eingeschränkt.
Aber:

Ich habe jetzt nochmal länger recherchiert im deutschsprachigen und im
englischsprachigen Raum.

Überall finde ich, dass der Telekonverter die Brennweite verlängert
und die effektive Blende ebenfalls "negativ" beeinflusst.

Ich denke mal, dass das auch stimmt, da es mittlerweile Weitwinkelkonverter gibt,
die das Bildfeld (den Bildwinkel) erweitern, die Schärfentiefe vermindern UND die Belichtungszeit verkürzen.

Im Photokollegium von Jost J. Marchesi Band 3 finde ich ebenfalls unter 18.8.6
dass Telekonverter die Brennweiter verlängern und die Lichtstärke entsprechend verringern.

[Guppy]

Hallo Werner

Der Grund meines etwas provokativen Beitrages ist es, Erklärungen zu finden, die darauf hinweisen,
dass die Ergebnisse bei Anwendung im vergrössernden Massstab anders ausfallen wie bei der verkleinernden Fotografie,
oder dass ich einen gewaltigen Überlegungsfehler mache, das wäre nicht das erste Mal!

Nicht nur!
Denn ich habe Vergleichsaufnahmen mit einem Lattenzaun von der Seite gemacht und keinen markanten Unterschied,
bei einer Distanz von 3 Metern, fest stellen können. Der Bildausschnitt hat sich entsprechend verkleinert, aber die Schärfentiefe nicht sichtbar geändert.
Es geht darum, dass am Objektiv immer dieselbe Blende gewählt ist. Also keine Umrechnung entsprechend der Brennweitenverlängerung!
Die Öffnung der Blende in Millimeter bleibt gleich gross.
Hier liegt eventuell ein weiterer Hund begraben, dass sich die Blendenzahl bei grösserer Brennweite ja ändert, wenn der Blendendurchmesser in Millimeter gleich gross bleibt.
Bei gleich grosser Blendenzahl muss die Blendenöffnung bei höherer Brennweite grösser sein.
Bei einem 2fach Konverter wären das 2 Blenden und somit eine entsprechende Schärfentiefe verkürzung. Das ist klar sichtbar.
Ich habe es schon auf meiner Liste, dass ich an jeder Latte einen kleinen Zettel mit einem Auflösungstest (Striche) anbringe,
damit ich die durch unterschiedlich grosse Schärfentiefe entstehende Defokusierung messen kann.

Belege die sich auf optische Berechnungen bei normaler Fotografie, also verkleinernden Abbildungsmassstab beziehen,
da bin ich inzwischen sehr kritisch geworden, vor allem wenn diese unbesehen in die vergrössernde Fotografie übernommen werden.
Da ein unterschiedliches Verhalten nicht abrupt stattfinden wird, kann man annehmen, das die Makro Fotografie sich im Bereich befindet,
indem die Gesetzmässigkeiten schon ein etwas anderes Resultat liefert, wie die "normale" Fotografie (Distanz = 10 Meter bis unendlich).

Da es bei Konvertern um einen Effekt geht, der betreffend Bildausschnitt die gleiche Folge hat, wie eine Brennweitenverlängerung,
ist es nicht abwegig diesen Effekt als Brennweitenverlängerung zu bezeichnen, auch dann wenn dieser Effekt erst ab 10 Metern voll und ganz zutrifft.

Vermutlich geht es um zwei Effekte, die man trennen muss?

Man spricht davon, dass ein 2fach Konverter einen Helligkeitsverlust von 2 Blenden hat UND die Schärfentiefe mindert.
Richtig müsste es eventuell heissen: Ein 2fach Konverter mindert die Helligkeit um 2 Blenden ODER vermindert die Schärfentiefe.

Eventuell muss ich präzisieren:
Die Verwendung eines Telekonverters ändert die Schärfentiefe erst dadurch, wenn die Blende entsprechend der Verlängerung der Brennweite des Konverters,
in ihrer Öffnung (mm) vergrössert wird und somit der Helligkeitsverlust kompensiert wird.


Kurt

[Guppy]

Hallo Martin

Mein Ziel ist, das Ganze so zu verstehen, dass ich weiss, wie ich mein Setup mit Konverter einstellen muss, dass ich auch eine entsprechend höhere Auflösung messen kann.

Verwende ich ein Mikroskop Objektiv, kann ich die Blende des Objektivs nicht ändern.

Verwende ich aber das Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8 mit Zwischenringen bei 2:1 und der optimalen Blende von 5.6, dann habe ich einen freien Arbeitsabstand von 60mm.
Verwende ich zusätzlich den 2fach Konverter erhalte ich einen halb so grossen Bildausschnitt, also einen Abbildungsmassstab von 4:1 bei einem freien Arbeitsabstand von minim unter 60mm,
aber keine Erhöhung der Auflösung.
Ändere ich nun mit dem 2fach Konverter die Blendenöffnung, indem ich sie um 2 Blenden öffne, also auf 2.8, ändert sich der freie Arbeitsabstand vermutlich nicht
und die Auflösung könnte sich steigern, das muss ich noch messen.
Wenn dem so wäre, hätte ich mit dem Telekonverter bei 4:1 einen extrem hohen freien Arbeitsabstand von 60mm,
nur mit Zwischenringen, also ohne Teleconverter, bei 4:1 habe ich einen freien Arbeitsabstand von 45mm.
Das wäre mein Ziel!

Weder Traumflieger noch sonst irgendwo im Internet noch in der Fachliteratur gibt es darauf eine Antwort!

Kurt

[Werner Buschmann]

Hallo Kurt,

ok, jetzt geht es mir schon besser.



Und ich gebe Dir Recht, das, was für die Fern- und Nahfotografie gilt, gilt nicht zwingend
für den Bereich der Makrofotografie, insofern kann man auch nicht einfach die empirischen Regeln übertragen.

[Guppy]

Hallo

Messungen mit der Nikon D810, Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8, Zwischenringen und Nikon 2X Telekonverter TC200 haben folgendes ergeben.

Bei einem Abbildungsmassstab von 2:1 zeigt das Objektiv mit Zwischenringen bei Blende 5.6 die höchste Auflösung, sie beträgt 200 LP/mm, dies bei einem freien Arbeitsabstand von 60mm.
Rechnerisch besitzt die Blendenöffnung einen Durchmesser von, Brennweite durch Blende, also 50mm / 5.6 = 8.9mm.
(Da das 50mm Objektiv mit Zwischenringen verwendet wird, stimmt die berechnete Brennweite und der davon abhängige Durchmesser der Blende nicht,
der falsche Wert kann aber für die weiteren Berechnungen verwendet werden, wenn immer gleichfalsch berechnet wird und es vereinfacht die hier gemachte Aussage).

Verwendet man zusätzlich den 2x Telekonverter reduziert sich die Bildbreite und -höhe auf die Hälfte, somit doppelter Abbildungsmassstab und das Bild ist um 2 Blenden dunkler.
In meinem Falle erhöhte ich den Lichtverlust durch eine um 2 Blenden hellere Beleuchtung.
Die gemessene Auflösung bei 4:1 beträgt 200 LP/mm!
Die am Objektiv eingestellte Blende wurde nicht verändert, sie steht immer noch auf 5.6.
Der freie Arbeitsabstand beträgt immer noch 60mm.
Die Schärfentiefe hat sich nicht sichtbar verändert.
Da aber die Brennweite von 50mm mit dem Konverter verdoppelt wurde also nun 100mm beträgt und der Durchmesser der Blende immer noch 8.9mm beträgt,
errechnet sich eine Blende von: 100mm / 8.9 = 11.2. Also hat sich durch den 2X Konverter die Blende um zwei volle Blendenstufen von 5.6 auf 11 verändert.

Kompensiert man nun bei Verwendung eines 2X Telekonverters den Lichtverlust, indem man die Blende um 2 volle Blendenwerte öffnet,
in unserem Falle auf 2.8 steigt der Durchmesser der Blendenöffnung auf, 100mm / 2.8 = 35.7mm.
Durch den grösseren Blendendurchmesser wird das Bild nicht nur heller, sondern die Schärfentiefe sinkt und die gemessene Auflösung steigt auf 360 LP/mm.

Hieraus wird ersichtlich, dass bei Verwendung eines Telekonverters der die Brennweite erhöht,
erst eine geringere Schärfentiefe und höhere Auflösung resultiert, wenn die Blende entsprechend stärker geöffnet wird und somit der Lichtverlust mit dem öffnen der Blende kompensiert wird.

Der Telekonverter verändert also die Schärfentiefe nicht und erhöht auch die Auflösung nicht direkt.
Erst durch das entsprechende Öffnen der Blende mindert sich die Schärfentiefe und die Auflösung steigert sich!

Was nun für mich der entscheidende Unterschied ist:
Wenn ich mit dem Objektiv und Zwischenringen (also ohne Konverter) bei 4:1 Fotografiere, ist die am höchsten Auflösende Blende die Blende 4.0,
so erhalte ich ebenfalls eine Auflösung von 360 LP/mm, jedoch beträgt der freie Arbeitsabstand dabei 45 mm.
Verwende ich den Teleconverter ist die Auflösung ebenfalls bei 360 LP/mm, aber der freie Arbeitsabstand beträgt 60mm, also eine Erhöhung des freien Arbeitsabstandes um etwa 30%.

In der vergrössernden Auflicht Makrofotografie bietet dies mehr Freiheit in der Beleuchtung und je nach Objekt, eine steilere und bessere Beleuchtung.

Diese Erkenntnisse treffen sich mit der Art, wie in der Mikroskopie die Auflösung berechnet wird:
Ist der freie Arbeitsabstand so eingestellt, dass die Abbildung scharf ist, dann ist die Apertur das Produkt des Sinus des halben objektseitigen Öffnungswinkels
und dem Brechungsindex des Materiales zwischen Objekt und Objektiv.
Da Luft den Brechungsindex 1 besitzt können wir ihn für unsere Berechnung weg lassen und vereinfacht sagen:
Die Apertur ist der Sinus des halben Öffnungswinkels.
Der objektseitige Öffnungswinkel und der Frontlinsendurchmesser bilden ein gleichschenkliges Dreieck.
In Excel lautet die Formel für den Sinus:
=SIN(Winkel* PI()/180) bei einem Winkel von 30° ergibt sich die Formel:
=SIN(30*PI()/180) dies ergibt, 0.5.
Für den halben Winkel, also 15° gilt:
=SIN(15*PI()/180) dies ergibt, 0.25882.
Beträgt der Öffnungswinkel eines Objektivs 30°, besitzt es eine Apertur von 0.25882.
Die Auflösung errechnet sich ebenfalls über die Apertur:
LP/mm = 1 / (Lichtwellenlänge / (2 x NA))
Bei einer Apertur von 0.25882 und einer Lichtwellenlänge von 0.00055mm beträgt sie:
1 / (0,00055 / (2 x 0.25882)) = 941 LP/mm.

Die Apertur lässt sich in einen Blendenwert umrechnen 1 / (Apertur + Apertur).
Für die Apertur von 0.25882 ergibt sich eine Blende von 1.9.

Um eine vergleichbare Abbildungsleistung zu erhalten muss bei einem höheren freien Arbeitsabstand der wirksame Linsendurchmesser entsprechend grösser sein.
Verwendet man dazu ein Fotoobjektiv mit veränderbarer Blende, kann mit einem Telekonverter steiler beleuchtet werden.
Dies aber nur deshalb, weil der Durchmesser des abschattenden Objektives sich durch die Veränderung der Blende nicht ändert.
Werden für Auflicht, Mikroskop Objektive mit fester Blende verwendet, wird bei gleicher Auflösung des Objektives, die Beleuchtungsmöglichkeit bei Objektiven mit höherem Arbeitsabstand nicht besser,
da der Linsendurchmesser (Objektivdurchmesser) grösser wird und somit der höhere freie Arbeitsabstand für die Beleuchtung nicht zur Wirkung kommen kann.
Eine Ausnahme besteht nur dann, wenn ein Mikroskop Objektiv mit kurzem freien Arbeitsabstand eine "sinnlos" dickwandige Fassung besitzt,
die weit über den Linsendurchmesser geht und somit "sinnlos" abschattet.

Der eigentliche Sinn und Gewinn dieses Themas ist nicht alleine die Erkenntnis, dass mit einem Telekonverter in der vergrössernden Fotografie unter bestimmten Umständen besser beleuchtet werden kann,
sondern dass ich dadurch die Zusammenhänge bedingt durch die Verwendung eines Telekonverters nun klarer verstehe.

Wie ich am Anfang des Themas erwähnt habe, masse ich mir nicht an, hier unumstössliches optisches Wissen mitzuteilen, sondern ich stelle zur Diskussion.
Hinweise auf andere Beiträge und Literatur sind oft nicht dienlich, da sie sich nicht genau, auf das hier erwähnte beziehen.
Ich bin dankbar für Ergänzungen und Richtigstellungen.

Ich werde je nach folgenden Beiträgen, demnächst die von mir gemachten Äusserungen und Behauptungen im ersten Beitrag dieses Themas richtig stellen und präzisieren.

Kurt