Was bedeutet "Flat-Field-Fokus"?

Als ich mir Objektive ansah, insbesondere Sigma-Makroobjektive, bemerkte ich, dass sie ein „Flat Field“-Frontlinsenelement hatten. Was bedeutet das? Und wie unterscheidet es sich von der Norm?

Ich werde nicht versuchen, so zu tun, als wäre dies meine Antwort, aber dieser Artikel enthält viele Details: microscopyu.com/tutorials/java/aberrations/curvatureoffield/… (es ist die Grundlage der Planer-Linsen von Zeiss)

Antworten (2)

Die Norm ist ein gekrümmtes Feld.

Wenn ein Objektiv auf ein flaches Motiv fokussiert wird, werden die Lichtstrahlen des Motivs in einiger Entfernung hinter dem Objektiv im Brennpunkt zusammengeführt. Strahlen von verschiedenen Punkten auf dem Motiv – oben, unten, links, rechts – werden an verschiedenen Punkten auf der anderen Seite der Linse zusammenlaufen, diese Brennpunkte bilden zusammen die Brennebene.

Der Punkt ist, dass die Brennebene für ein normales Objektiv gekrümmt ist, wie in dieser Illustration aus Wikipedia:

Gekrümmte Fokusebene

Die vertikale schwarze Linie rechts stellt einen flachen Sensor dar, der Bogen ist die Fokusebene. Quelle .

Durch die Kombination einer gekrümmten Fokusebene und eines flachen Sensors besteht der Nettoeffekt darin, dass Sie die Kanten und die Mitte nicht gleichzeitig scharfstellen können.

Ein "Flat Field"-Objektiv versucht dies zu kompensieren, sodass die Brennebene eher flach wird als die normale Fishbowl-Form.

Für normale Objektive, Motive und Arbeitsabstände spielt das gekrümmte Feld möglicherweise keine große Rolle, da wir genügend DOF haben, um den Unterschied abzudecken.

Aber bei Makroentfernungen ist der DOF sehr flach, sodass der Unterschied sichtbar wird. Erschwerend kommt hinzu, dass Makroobjektive in der Vergangenheit größtenteils für die Reproduktion flacher Motive wie Briefmarken oder Dokumente verwendet wurden, sodass es entscheidend war, das gesamte Bild scharf zu stellen.

Und deshalb werden Sie bei Makroobjektiven meistens Flat-Field-Fokus sehen, denn vor allem bei Makroentfernungen beginnen die Vorteile die Kosten zu überwiegen.

Wenn Sie ein flaches Blatt Papier mit Gitterlinien darauf haben, positionieren Sie es so, dass es parallel zum Sensor ist (senkrecht zum Objektiv), und fokussieren Sie auf die Mitte des Bildes, die meisten Objektive zeigen „weiche“ Ecken. Der Grad, zu dem sie weich oder scharf sind, ist ein Maß für die Qualität, aber die meisten werden bis zu einem gewissen Grad weich sein.

Makroobjektive sind in der Regel Prime-Objektive, und da die Brennweite fest ist, können Hersteller ein "flaches" Feld erstellen. Es ist wahrscheinlich nicht perfekt flach, sondern nur wahrnehmbar flach. Es kann einen anderen Grund geben, der speziell mit der Makrofähigkeit eines Objektivs zusammenhängt, warum Makro-Primzahlen flacher sind als andere Primzahlen, aber darüber würde ich nichts wissen. Der von Joanne C verlinkte Artikel hat vielleicht eine Antwort darauf:

Die Feldkrümmung wird sehr selten vollständig eliminiert, aber es ist oft schwierig, die Randkrümmung mit den meisten plankorrigierten Objektiven zu erkennen, und sie zeigt sich nicht in Mikrofotografien. Dieses Artefakt ist bei geringen Vergrößerungen schwerwiegender und kann bei Stereomikroskopen ein ernsthaftes Problem darstellen, bei denen eine scheinbare Ost-West-Krümmung hauptsächlich durch den Stereowinkel oder die Neigung der Doppelstrahlengänge in Bezug auf ein flaches Objekt verursacht wird.

Ich verstehe den ersten Teil (bei geringer Vergrößerung deutlicher), aber die Erklärung dafür ist mir schleierhaft.

Ich denke, der Rest der Erklärung bezieht sich auf die Ausrichtung jedes optischen Tubus in einem Stereomikroskop (zwei Okulare), das zwei separate optische Pfade für jedes Auge hat. Es gibt immer noch eine einzige Objektivlinse am Objekt, aber darüber hinaus gibt es separate Sätze optischer Linsen für jedes Auge. In einem High-End-Mikroskop kann der Strahlengang für jedes Auge normalerweise unabhängig eingestellt werden. Da es für jedes Auge separate optische Pfade gibt, sind sie möglicherweise nicht perfekt flach relativ zueinander und zum Motiv ... es kann eine Neigung zwischen ihnen geben.
Die Feldkrümmung ist nicht nur korrigierbar, sondern überkorrigierbar. Eines meiner Lieblingsobjektive aus den dunklen Nischen meiner Vergangenheit war das Minolta 24 mm/2,8 VFC (variable Bildfeldkrümmung), mit dem Sie die Konkavität/Konvexität des Fokusfelds an die Motivebene anpassen konnten – sozusagen wie ein " sphärische Tilt"-Linse. Ideal für Landschaften mit einem entfernten zentralen Motiv, klarem Himmel und näheren Vordergrunddetails am unteren Rand und an den Seiten des Rahmens oder zum Fotografieren großer Personengruppen.
Vielleicht bringt Canon das VFC-Objektiv zurück. Sie scheinen jedes andere Spezialobjektiv zu haben. ;) (Hoffen ist angesagt!)
@Jrista Ich denke, die ganze Erklärung dreht sich um Mikroskope. Diese Antwort hilft aber.
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