Berechnung der Kameraobjektivbrennweite fuer verschiedene Okulare?

[JB]

Hallo Forum,

Ich habe versucht zu berechnen, welche Objektivbrennweite ich benoetige um eine EOS 500D an verschiedene 10x Okulare anzuschliessen, und zwar nach dieser Methode: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11764.0

Ziel war die Sehfelddiagonale von 3 verschiedenen 10x Okularen (FOV=20mm; 22mm; 25mm) moeglichst vollstaendig auf den Canon APS-C Sensor (Diagonale d=26,7mm) zu bringen.

Als Grundlage habe ich diesen Artikel genommen http://www.modernmicroscopy.com/main.asp?article=33&print=true&pix=true ; sonst fand ich nirgendwo explizite Anweisungen fuer die Berechnung. Liege ich mit meinen Ergebnissen richtig?

APS-C Sensor d = 26,7 mm
Sehfeld:
a) 20 mm
b) 22 mm
c) 25 mm

Benoetigte Gesamtvergroesserung von Mikroskopokular 10x und Kameraobjektiv (= d / FOV)

a) 1,34
b) 1,21
c) 1,07

Vergroesserung des Kameraobjektivs (= Gesamtvergroesserung / 10)

a) 0,134
b) 0,121
c) 0,107

Brennweite des Kameraobjektivs (= Vergroesserung x 250 mm) [warum eigentlich??]

a) 33,5 mm
b) 30,25 mm
c) 26,75 mm

Stimmt das so oder oder habe ich noch etwas EOS-spezifisches uebersehen?

Beste Gruesse,

Jon

[BergerN]

Stimmt das so oder oder habe ich noch etwas EOS-spezifisches uebersehen?

EOS 500D hat crop-Faktor 1,6 bzgl der Brennweite des Kameraobjektivs. Gilt das nicht auch bei Deiner Berechnung?
Völlig unerfahrene Grüße,
Nick

[JB]

Hi Nick,

Der ominoese crop factor ist mir auch nicht klar. Aber ich vermute der spielt hier keine Rolle, denn ich habe in die Berechnung die APS-C Diagonale schon eingeschlossen. Wir werden sehen

Jon

[Nomarski]

Hallo Jon,

ich habe die Brennweitenverhältnisse eher experimentell ermittelt. Wenn man nun von einem 10er Okular ausgeht, dessen Sehfeldzahl bei 18 oder gar 20 liegt, benötigt man ein 35mm Festbrennweitenobjektiv, um das Zwischenbild möglichst vollständig auf den APS-C-Sensor abzubilden.
35mm ist aber nur der nominelle Wert, der aufgedruckt ist, die tatsächliche Brennweite weicht je nach Fertigungstoleranz immer etwas davon ab und kann also etwas länger oder kürzer sein. So kommt es auch zu der Erscheinung, daß bei einigen Objektiven noch etwas vom Sehfeldrand (bunter KPL-Rand) auf das Bild gelangt, während bei anderen Objektiven dieser weggeschnitten wurde, da eben die tatsächliche Brennweite doch etwas länger als die angegeben 35mm ist.
Das aber nur bezogen auf den Bildinhalt. Bei der Bildqualität spielen eben noch weitere Faktoren mit rein, sei es die Ausleuchtung oder die Anfälligkeit gegen Hotspots.

Viele Grüße
Bernd

[JB]

Hallo Bernd,

Danke fuer die Angaben. Hast Du auch schon einmal versucht welche Brennweiten sich am besten fuer ein 22er oder 25er Sehfeld eignen?

So kommt es auch zu der Erscheinung, daß bei einigen Objektiven noch etwas vom Sehfeldrand (bunter KPL-Rand) auf das Bild gelangt, während bei anderen Objektiven dieser weggeschnitten wurde, da eben die tatsächliche Brennweite doch etwas länger als die angegeben 35mm ist.

Hat das vielleicht etwas damit zu tun, dass die Austrittspupille der Okulare und Objektive bei den Kombinationen nicht uebereinstimmen? So grosse Toleranzen bei den Angaben der Brennweiten haette ich nicht erwartet.

Beste Gruesse,

Jon

[Nomarski]

Hallo Jon,

wenn wir bei den 10x-Okularen bleiben, so bietet ein Sehfeld mit 22mm oder gar 25mm mehr Informationen im Zwischenbild, da auch der Bildwinkel größer ist. Um das fotografisch zu nutzen, kann man also auch mit einer etwas kürzeren Brennweite für die Relaisoptik rangehen. Probiert habe ich es allerdings noch nicht, da es solche Okulare für Zeiss-Endlich nicht gibt.

Hat das vielleicht etwas damit zu tun, dass die Austrittspupille der Okulare und Objektive bei den Kombinationen nicht uebereinstimmen? So grosse Toleranzen bei den Angaben der Brennweiten haette ich nicht erwartet.

Nein, das wäre die Vignettierung. Das ist wieder etwas anderes.

Viele Grüße
Bernd

[-JS-]

Hallo Jon,
Du schriebst:

Brennweite des Kameraobjektivs (= Vergroesserung x 250 mm) [warum eigentlich??]

Die 250mm sind als sog. 'Normalsehweite' festgelegt und stellen damit ein (standardisiertes) Bezugsmass dar.
Für die von Dir genannten Sehfeldgrößen 22 und 25 mm kann ich leider keine Angaben liefern: Meine mikr. Ausrüstung hat ihre Grenzen leider bei 20 mm. Sorry.
Wie Bernd schon sagte, ist mit Sicherheit für SFG 22/25 mm eine Optik mit Brennweite <35mm zweckdienlich, allerdings besteht in Zusammenhang mit dem Auflagenmass
einer Canon EOS (44 mm) das Problem, dass hier zum Erreichen der Schärfedarstellung auf der Chip-Ebene die abbildende Optik mit vorgeschalteten zerstreuenden
Linsenelementen versehen sein muss. Und dieser 'Tatbestand' wirkt sich leider qualitätsverschlimmbessernd aus.
Leider hast Du es versäumt, den genauen Hintergrund Deiner Fragestellung darzustellen.
Wenn Du dies nachliefern könntest, wäre eine Weiterführung der Diskussion ohne Weiteres sinnvoll und zielführend.
Anderenfalls können nur Vermutungen geäussert werden - und damit dürfte Dir (und der angeschlossenen Mitleserschaft) mit Sicherheit nicht geholfen sein.
Viele Grüße
Joachim

[JB]

Hallo Joachim,

Danke fuer die Rueckmeldung.

Zum einen hat es mich interessiert wie diese Berechnungen gemacht werden.

Im konkreten Fall geht es um die Auswahl einer Okular/Kamera-Kombination fuer ein Leica-Mikroskop mit Unendlichoptik. Fuer dieses gibt es nur 3 Optionen:
1) per C-mount-Kamera
2) per Photookular (es gibt ein 8x/20 (habe ich noch nie gesehen) und ein 10x/16)
3) mit HC Plan Brillentraegerokular (es gibt nur 10x) und DSLR

Die Optik des Mikroskops erlaubt geebnete Bildfelder bis 25 mm. Deshalb meine Suche nach der richtigen Berechnung. Die Verwendung eines 10x/22 Okulars mit 30 mm Objektiv waere mir lieb gewesen. Wenn es aber ein Problem mit den Zersteuungslinsen der Objektive gibt, dann begnuege ich mich wohl mit 10x/20 und einem 35 mm.

Gibt es eigentlich eine feste Brennweite ab der Zerstreuungslinsen eingesetzt werden oder haengt das vom Kamera-Hersteller ab? Ich entsinne mich dieser frueheren Diskussion: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=15140.0  Ist 35 mm also der Grenzwert?

Einsetzen werde ich diesmal wieder ein altes mechanisches Kamera-Objektiv. Ich hatte es mit einem neuen Canon EF-40mm versucht, aber ich musste feststellen, dass sich dort im vorteilhaftesten Bedienmodus (Tv) die Irisblende nicht offenstellen laesst (mechanisch ist es ebenfalls nicht moeglich). Gesucht wird also ein 35 mm Objektiv mit mechanischer Blende.

Beste Gruesse,

Jon

[Nomarski]

Hallo Jon,

Einsetzen werde ich diesmal wieder ein altes mechanisches Kamera-Objektiv. Ich hatte es mit einem neuen Canon EF-40mm versucht, aber ich musste feststellen, dass sich dort im vorteilhaftesten Bedienmodus (Tv) die Irisblende nicht offenstellen laesst (mechanisch ist es ebenfalls nicht moeglich). Gesucht wird also ein 35 mm Objektiv mit mechanischer Blende.

in dem Modus wird die Blende automatisch geregelt und die Belichtungszeit dazu manuell vorgewählt. Wenn der Lichteinfall durch das Mikroskop aber so stark ist, bei Hellfeld tritt das schnell auf, so reicht selbst die kürzeste Belichtungszeit der Kamera nicht aus, um bei offener Blende nicht überzubelichten.
Selbst im AV-Modus habe ich das Auftreten, daß bei zu starkem Licht die Blende (auf den kleinsten Wert vorgewählt!) automatisch schließt!

VG
Bernd

[Klaus Henkel]

Hallo Jon,

Einsetzen werde ich diesmal wieder ein altes mechanisches Kamera-Objektiv. Ich hatte es mit einem neuen Canon EF-40mm versucht, aber ich musste feststellen, dass sich dort im vorteilhaftesten Bedienmodus (Tv) die Irisblende nicht offenstellen laesst (mechanisch ist es ebenfalls nicht moeglich). Gesucht wird also ein 35 mm Objektiv mit mechanischer Blende.

in dem Modus wird die Blende automatisch geregelt und die Belichtungszeit dazu manuell vorgewählt. Wenn der Lichteinfall durch das Mikroskop aber so stark ist, bei Hellfeld tritt das schnell auf, so reicht selbst die kürzeste Belichtungszeit der Kamera nicht aus, um bei offener Blende nicht überzubelichten.
Selbst im AV-Modus habe ich das Auftreten, daß bei zu starkem Licht die Blende (auf den kleinsten Wert vorgewählt!) automatisch schließt!
Bernd

Ein neutrales Graufilter für die Mikrofotografie, das man bei jedem Mik-Hersteller bekommt, löst das Problem.
MfG
KH

[JB]

Hallo Bernd und KH,

Die Loesung mit dem Graufilter ist interessant. Das werde ich mal versuchen.

Ansonsten laesst sich die Blende im Modus "Manual" steuern. In diesem Modus entspricht aber die Belichtung des Photos nicht mehr der Belichtung des live view-Bildes am Computer (das macht diesen Modus schwierig zu nutzen).

Um nochmal auf die Frage zurueckzukommen. Habt Ihr noch Empfehlungen fuer ein 30 bis 35 mm Objektiv das sich bewaehrt hat?

Beste Gruesse,

Jon

[wilfried48]

Im konkreten Fall geht es um die Auswahl einer Okular/Kamera-Kombination fuer ein Leica-Mikroskop mit Unendlichoptik. Fuer dieses gibt es nur 3 Optionen:
1) per C-mount-Kamera
2) per Photookular (es gibt ein 8x/20 (habe ich noch nie gesehen) und ein 10x/16)
3) mit HC Plan Brillentraegerokular (es gibt nur 10x) und DSLR

Die Optik des Mikroskops erlaubt geebnete Bildfelder bis 25 mm. Deshalb meine Suche nach der richtigen Berechnung. Die Verwendung eines 10x/22 Okulars mit 30 mm Objektiv waere mir lieb gewesen. Wenn es aber ein Problem mit den Zersteuungslinsen der Objektive gibt, dann begnuege ich mich wohl mit 10x/20 und einem 35 mm.

Hallo Jon,

aber bei Unendlichoptik und Objektiven mit 25mm geebnetem Zwischenbild geht man doch heutzutage mit dem APS-C Chip der EOS (mit 18 Mp auf 26mm Durchmesser) direkt in die Zwischenbildebene.

Das ist doch gerae der Vorteil der Unendlichoptik gegenüber der früheren Endlichoptik.

viele Grüsse
Wilfried

[JB]

Hallo Wilfried,

Danke fuer die Rueckmeldung. Das Leica HC System hat kein voll auskorrigiertes Zwischenbild, sondern die Okulare tragen (wieder) zur Korrektur bei. Leica ist nach eigenen Angaben (hier ganz kurz: http://www.leica-microsystems.com/products/objectives/labeling-of-objectives/leica-hc-system/ ) nach den '90ern wieder zu diesem Pinzip zurueckgekehrt. Die Loesung ueber ein Okular scheint mir also die beste.

Soweit ich weiss gibt es ein auskorrigiertes Zwischenbild nur bei Zeiss Jena CF250, Nikon CFI, Olympis UIS2 (?UIS) und Zeiss ICS (man mag mich korrigieren).

Beste Gruesse,

Jon

[Nomarski]

Hallo Jon,

Einsetzen werde ich diesmal wieder ein altes mechanisches Kamera-Objektiv. Ich hatte es mit einem neuen Canon EF-40mm versucht, aber ich musste feststellen, dass sich dort im vorteilhaftesten Bedienmodus (Tv) die Irisblende nicht offenstellen laesst (mechanisch ist es ebenfalls nicht moeglich). Gesucht wird also ein 35 mm Objektiv mit mechanischer Blende.

in dem Modus wird die Blende automatisch geregelt und die Belichtungszeit dazu manuell vorgewählt. Wenn der Lichteinfall durch das Mikroskop aber so stark ist, bei Hellfeld tritt das schnell auf, so reicht selbst die kürzeste Belichtungszeit der Kamera nicht aus, um bei offener Blende nicht überzubelichten.
Selbst im AV-Modus habe ich das Auftreten, daß bei zu starkem Licht die Blende (auf den kleinsten Wert vorgewählt!) automatisch schließt!
Bernd

Ein neutrales Graufilter für die Mikrofotografie, das man bei jedem Mik-Hersteller bekommt, löst das Problem.
MfG
KH

Ich benutze als Lichtquelle eine LED, die man dimmen, d.h. in der Lichtintensität regulieren kann, ohne daß sich dabei die Farbtemperatur sonderlich ändert. Das ist aber mit der Wahl der Kameraobjektivbrennweite nichts zu tun.

FG
Nomarski

[Nomarski]

Hallo Jon,

im manuellen Modus M kommt die vorgewählte Blende und Belichtungszeit auch zur Wirkung, und das Bild wird auch am Ende anders als vom Liveview "vorgegaukelt". Mir sind dabei schon Differenzen aufgefallen, die ich auch noch nicht ganz klären konnte. Aber das ist eben wieder ein anderes Thema, das vielleicht an anderer Stelle auch noch mal behandelt wird.

Viele Grüße
Bernd