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Berechnung der Schärfentiefe

Nahpunkt der Schärfentiefe berechnen

Der Nahpunkt der Schärfentiefe ist der Gegenstands-Punkt vor der Entfernungs-Einstell-Ebene, der auf dem Film den maximal zulässigen Zerstreuungskreisdurchmesser erzeugt, siehe Abbildung 1.7.

Abbildung 1.7: Nahpunkt der Schärfentiefe. Gegenstandspunkte vor der Einstellebene werden hinter der Bildebene abgebildet und hinterlassen einen Zerstreuungskreis z. ist die Bildweite für den Nahpunkt der Schärfentiefe. Kennt man die Bildweite , kann man die Gegenstandsweite – den Nahpunkt der Schärfentiefe – berechnen.

Es ist egal, wie herum man die Abbildung betrachtet. Der Strahlenverlauf ist der selbe. Man kann genausogut vom Bildraum aus einen Strahl in den Gegenstandsraum projizieren. Vergrößerungsgeräte und Diaprojektoren funktionieren so.

Zum Berechnen des nähesten Gegenstandspunkts wird auf der optischen Achse der Bildpunkt gewählt, der hinter der Bildebene (Film) liegt, dessen Strahl auf die Blendenkante (Austrittspupille, siehe hierzu jedoch 1.9.2.1 zuläuft und die Bildebene so schneidet, dass dessen Lichtkegel auf dem Film genau den maximal zulässigen Zerstreuungskreisdurchmesser erzeugt. Nach außen projiziert erhält man so den nähesten Gegenstandspunkt, der noch scharf abgebildet wird.

Kennt man die Bildweite , kann man mit der Formel 1.1) die Gegenstandsweite herleiten (). Aus der bekannten Gegenstandsweite kann man berechnen (Formel 1.1: ). ist plus der Strecke .

Die Strecke berechnen (Abbildung 1.7:

(1.5)

Zum Ausrechnen von benötigt man . Der Tangens des Winkels kann anders berechnet werden als in Formel 1.5. Formel 1.2 wird umgeschrieben: , . wird ersetzt durch und durch :

(1.6)

Das ist nicht exakt: Es wird vorausgesetzt, der Austrittspupillen-Radius ist in Entfernung der Bildweite vom Bildpunkt.

Setzt man in Formel 1.5 ) für tan das Ergebnis von Formel 1.6 und für die Bildweite das Ergebnis aus Formel 1.1 ein (, ist die Strecke :

(1.7)

Nun kann man das Ergebnis für zur Bildweite addieren und erhält :

(1.8)

Man berechnet den Nahpunkt der Schärfentiefe mit der Linsengleichung 1.1 (). Für die Bildweite wird eingesetzt:

(1.9)

Setzt man in 1.9 für 1.8 ein, erhält man folgenden Bruch:

(1.10)

1.10 löst man auf und erhält für den Nahpunkt der Schärfentiefe :

(1.11)