Lichtstarke Optiken durch Mikrolinsen ausgebremst?

[Keinath]

Hi!

Mal neuer Gesprächsstoff:
Mark Dubovoy von Luminous Landscape hat zusammen mit DXOmark ein interessantes Phänomen vorgestellt:

Hochlichtstarke Optiken ergeben nicht den gewünschten Gewinn an Empfindlichkeit. Moderne Sensoren, seiner Meinung nach primär CMOS, sammeln schräg einfallende Lichtstrahlen nur ungenügend - und das betrifft hauptsächlich lichtstarke Optiken (ohne bildseitig telezentrischen Strahlengang).

Nach den jetzigen Erkentnissen führt das dazu, dass bei weiter geöffneter Blende nicht entsprechend mehr Licht genutzt werden kann, weil davon nur ein kleinerer Teil wirklich in die sensitive Fläche kommt.
Scheinbar kompensieren die Kamerahersteller das durch ein hochdrehen der ISO - ohne dies irgendwo offenzulegen.

Was sage ich dazu: Scheint nicht unwahrscheinlich. Die zunehmnede Verkleinerung der Pixel, bei zunehmenden High-ISO Fähigkeiten muß ja irgendwo her kommen. Scheinbar ist das nicht allein die verbesserte Elektronik, oder nur der höhere Fill-Faktor, sondern eben auch gerichtetere Mikrolinsen - das ist durchaus nachvollziehbar und wäre eine einfach Möglichkeit Rauschen zu reduzieren.

Das erschreckende dabei ist die Vermutung, dass auch die geringere Schärfentiefe bei hochgeöffneten Optiken nicht voll umgesetzt wird, da die Randstrahlen durch den Sensor beschnitten werden. Beschnitten als Bezeichnung dort im Text ist etwas radikal, die Quanten Effizienz Kurven von Sensoren die ich so kenne, fallen bei schrägeren Einfallswinkeln langsam ab - ohne scharfen Beschnitt.
Das könnte auch die Erklärung sein, weshalb die Schärfentiefe bei 1.2 wohl durchaus geringer ist als bei 1.4. Nur interessant wäre die Feststellung, ob ein Bild der 5DII und 5D bei gleicher Ausgabegröße minimal unterschiedliche Schärfentiefen haben.

Weitere Infos zu dem Thema hier.
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http://4photos.de/camera-diy/

[LucisPictor]

Sehr interessant!
Muss aber sagen, dass mir der Unterschied an Lichtstärke zwischen f/1.4 und f/1.2 nicht so wichtig ist, wie der Unterschied an Schärfentiefe.
Und ich habe den Eindruck, dass die ST bei f/1.2 tatsächlich geringer ist als bei f/1.4.

Übrigens, anscheinend ein Grund froh zu sein, eine "alte" 5D zu haben.

Was ich übrigens auch sehr interessant finde (in der von dir genannten Quelle) ist, dass ich mir nun auch einen Reim darauf machen kann, warum ein AF-Objektiv scheinbar lichststärker ist als ein MF-Objektiv bei gleicher Blende. Die Kamera kennt ja nur vom AF-Objektiv die Blende und kann so auch nur dort per ISO-Erhöhung nachregulieren.
Bliebe noch zu klären, inwieweit die AF-Chips, die eine Blende melden darauf Einfluss haben. Fragen über Fragen...

[Keinath]

Die geringere Schärfentiefe und auch das hellere Bild bei 1.2 anstatt 1.4 kann durch den weichen Abfall der Quanteneffizient (~Empfindlichkeit) des Sensors erklärt werden. Die Kurven die ich dazu bisher gesehen habe, waren allesamt mit weichen Verläufen ohne harte Sprünge. Ich denke das hat der Autor da etwas mißverständlich oder falsch ausgedrückt.

Ja, diese Problematik erhöht durchaus meine Freude an der Alten :-)
Gut, die neue 5D II hat dafür eine erhöhte Empfindlichkeit mit normalen Objektiven. Und der Empfindlichkeitsgewinn durch optimierte Mikrolinsen ist ja richtig schön real. Nur verzichte ich gerne auf die Nebenwirkung.

Die Frage was dann mit oder ohne Chip sich ändern könnte ist durchaus interessant.
Eventuell kann man das einfach testen indem man bei manueller Einstellung ein Bild mit und ohne Adapter macht? Also z.B: das Objektiv einfach entriegelt und etwas im Ef Bajonett dreht?
Wenn sich dann die Bildhelligkeit ändert, ist arg was faul.
Eigentlich sollte sich mit einem hochlichtstarken Canon EF der gleiche Test machen lassen. Ich würde dann ja fast erwarten, dass z.B. Canon EF 50/1.2L ein Bild mit korrekt eingesetztem Objektiv heller und verrauschter wird, als wenn man das Objektiv um 20° im Bajonett dreht. Das wäre ja schon der Hammer

[Padiej]

Was ist aber mit dem Antialiasing Filter, der vor den Mikrolinsen sitzt und das Licht "zerteilt". Der müsste ja fähig sein, das Licht in Richtung Mikroprisma zu lenken, auch wenn es schräg kommt.
Die dadurch entstehende Vignettierung durch Schräglage der Strahlen kann man ja korrigieren, wenn man das will.

Aber im Zentrum kann es diese Probleme ja nicht geben.

Leicas M9 hat einen Sensor, der in den Ecken diese Probleme beherrschen sollte, habe ich gelesen.

[LucisPictor]

Leicas M9 hat einen Sensor, der in den Ecken diese Probleme beherrschen sollte, habe ich gelesen.

Wird da nicht auch die Empfindlichkeit erhöht?

[urmelchen]

Nun es ist ja lange bekannt, dass Vignettierungseffekte bei lichtstarken Objektiven, bei digital weitaus stärker sind als auf Film. Wirkt im Prinzip wie ein Graufilter, daher bezweifle ich das sich der Tiefenschärfenbereich ändert.
Ohne Chip werden bei meiner 5D2 die Bilder etwas heller belichtet als mit Chip (getestet mit Rokkor 1.2/50)

[LucisPictor]

Es geht hier, im eigentlichen Thread, nicht um die Eckvignettierung, sondern um eine Anhebung der Lichtempfindlichkeit über den gesamten Sensorbereich.

[urmelchen]

Es geht hier, im eigentlichen Thread, nicht um die Eckvignettierung, sondern um eine Anhebung der Lichtempfindlichkeit über den gesamten Sensorbereich.

Ich kann mir jetzt nicht vorstellen, dass bei dem grossen Auflagenmaß die Sonsoren schon im Zentrum "vignettieren".

[Keinath]

Lichtstrahlen werden bei schrägem Ankommen auf den Mikrolinsen des Sensors weniger gut in Elektronen gewandelt.
Das ist die Abhängigkeit der Quanten Efficency vom Winkel.
Wenn Du Dir jetzt einfach mal ne ideale dünne Linse mit 50 mm Brennweite und 50 mm Durchmesser vor dem Sensor aufmalst, kommen die Randstrahlen schon ziemlich schräg auf die Sensormitte!
Das ist also Blende 1.0.
Jetzt schneid mal auf jeder Seite der dünnen Linse 12,5 mm ab. Dann bist Du bei Blende 2.0 (also 25 mm Eintritspupille). Da kommen die Strahlen schon einiges gerader an. Bei Blende 4 mit dann noch 12.5 mm Durchmesser ists nochmals einiges besser.

Wenn jetzt durch die Mikrolinsen nur noch - sagen wir mal - 30% der äußeren Randstrahlen der Blende 1.0 wirklich die Change haben in Elektronen gewandelt zu werden (relativ zu nem senkrechten Strahl), dann wird sowohl die Helligkeit abnehmen, ganz klar, als auch die Unschärfe durch die Blende 1.0!
Das ist bei den mir bekannten Sensoren eine kontinuierleich abnahme, also Blende 1.2 ist schon noch mit wenige rSchärfentiefe gesegnet als 1.4 - aber auf einem Senor ohne Mikrolinsen würde das noch wesentlich besser aussehen.

Wobei ich mich gerade auch noch frage, ob dadurch das Bokeh optimiert wird. die z.B. hellen Randbereiche dürften meiner ersten groben Überlegung nach gedämpft werden.

Die ISO Erhöhung wurde inzwischen mit meiner kleinen Testbeschreibung von einigen schon bestätigt.

[Padiej]

Der Sensor muss aber dann unterschiedlich ausgleichen. Im Zentrum kommen ja die Lichtstrahlen gerade daher, oder bringen da die Unschärfekreise auch schon Probleme? Offene Objektive lassen ja von "jeder" Seite das Licht passieren, darum kann man ja die Gitter im Zoo verschwinden lassen, oder den Sensordreck.
Es geht um diesen optischen Effekt - jetzt kapiere ich. Eine lichtstarke, offene Linse bringt automatisch viel schräges Licht, auch in der Mitte. Aber der Filter, auf den trifft doch das Licht schräg, der verteilt es dann eventuell zu schwach in Richtung Mikrolinse.