Optimale Blende

Hier sind ein paar Gedanken zur optimalen Blende wiedergegeben.

Während sich die Unschärfe aufgrund der Beugung in jedem Bildpunkt auswirkt, variiert die geometrische Unschärfe von Objektpunkten mit dem Abstand dieser Punkte von der Objektebene, für die die Abbildungsbedingung erfüllt ist. Deshalb sei ein kleiner Bereich des Bildes betrachtet, dessen Objektpunkte die Entfernung t von dieser fokussierten Ebene besitzen. Der Durchmesser des zugehörigen Zerstreuungskreises beträgt (bei entsprechender Formel im Abschnitt über die Blende  ist T=2t gesetzt):

Dabei habe ich mich auf den Fall des symmetrischen Objektivs beschränkt, das bei Makroaufnahmen überwiegend eingesetzt wird.

In einer einfachen Modellbetrachtung addieren sich der Radius des Zerstreuungskreises und der Radius des Beugungsscheibchens, so dass der Durchmesser des "Unschärfescheibchens" R sich ergibt zu:

Diese Funktion der Blende besitzt genau ein lokales Minimum bei:

Bei dieser Blende und bei Objektpunkten im Abstand t von der scharf abgebildeten Objektebene sind der Verlust an Schärfe in Folge der Beugung und der Zuwachs an Schärfentiefe gerade ausgeglichen. Sowohl Abblenden als auch Aufblenden würden zu einer Vergrößerung des Unschärfescheibchens führen.

Schon beim Bilden der Ableitung von R nach k und anschließender Multiplikation der Gleichung mit k erkennt man, dass beim Minimum die Größe des Beugungsscheibchens und die Größe des Zerstreuungskreises gleich groß sein müssen. Bei k=km gilt:



Bei Objekten geringer Tiefe bietet es sich an, den Fokus in die Mitte des Objektes zu legen und die Optimierung am Nahpunkt bzw. Fernpunkt durchzuführen. Mit T=2*t ist dann:



Der größte Zerstreuungskreis tritt am Nahpunkt und Fernpunkt auf. Hier ist:



Im Gegensatz zur förderlichen Blende liefert diese Methode geringe Blendenwerte, wenn die Tiefe sehr gering ist, so dass räumliche Auflösung nicht unnötig verschenkt wird. Mit steigender Tiefe wächst der Blendenwert k. Wenn die förderliche Blende erreicht oder überschritten ist, sollte man diese einstellen, weil es sonst keinen scharfen Bereich im Bild mehr gibt. Möchte man Ausschnittsvergrößerungen anfertigen, so darf man nicht bis zur förderlichen Blende abblenden und sollte lieber die Schärfentiefe durch Kombination von Schärfenebenen (Z-Stapel) erhöhen.

Die Tiefe, bei der optimale Blende und förderliche Blende gerade gleich sind, ist gegeben durch:




Zum Schluss möchte ich nochmals darauf hinweisen, dass ich mit diesen Formeln nicht anregen will, bei jeder Aufnahme Tiefen zu messen und eine Rechnung durchzuführen. Vielmehr geht es mir darum, nicht stur nach einer Tabelle die förderliche Blende einzustellen, sondern lieber einmal Aufnahmen mit geringerem Blendenwert zu wagen. Bei einer Digitalkamera kann man schnell überprüfen, ob die Schärfentiefe ausreichend ist, der Kontrast genügend oder ob sich bereits Beugungseffekte bemerkbar machen.