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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Einfluss der Dicke von Sensorfilterpacks


ddd
09.07.2014, 11:02
moin,

Roger [Cicala] hat mal wieder zugeschlagen:

Teil I (http://www.lensrentals.com/blog/2014/06/the-glass-in-the-path-sensor-stacks-and-adapted-lenses), Teil II (http://www.lensrentals.com/blog/2014/06/sensor-stack-thickness-when-does-it-matter) und Teil III (http://www.lensrentals.com/blog/2014/07/sensor-stack-thickness-part-iii-the-summary).

Die dort ausgebreiteten und von einem anerkannten Optikexperten mit Hintergründen unterlegten Erkenntnisse erklären einige Effekte, die bislang "eigenartig" waren. Das "Versagen" einiger adaptierter Objektive an Systemkameras ist damit zwanglos erklärbar :top:

Einfach mal lesen ...

Und als Schmankerl gibt es hier noch Makros von Schnitten von Filterpacks: Tiefpass/IR-Filterpacks von Digitalsensoren (http://www.gletscherbruch.de/foto/tiefpassfilter/tiefpassfilter.html)

RainerV
09.07.2014, 11:42
...
Die dort ausgebreiteten und von einem anerkannten Optikexperten mit Hintergründen unterlegten Erkenntnisse erklären einige Effekte, die bislang "eigenartig" waren. Das "Versagen" einiger adaptierter Objektive an Systemkameras ist damit zwanglos erklärbar :top:
...
Naja, so ganz unerklärbar war das auch in der Vergangenheit nicht.

Spätestens mit Erscheinen der Leica M8 mit ihrem nur 0,6mm dicken Filterpakets vor mittlerweile 8 Jahren war klar, dass die Dicke dieser Filter ausschlaggebend dafür war, dass fast alle alten, symmetrischen M- und M39-Objektive auch an der digitalen M verwendbar waren.

Diese extrem geringe Filterdicke führte dann bekanntlich zu der übermäßigen IR-Empfindlichkeit der M8 (die auch die M9 mit ihrem 50% dickeren Filter in der Höhe durchaus noch zeigen kann) und dazu, dass Leica seinen Kunden zwei IR-Sperrfilter "schenkte" und die Filterdicke bei der M9 um 0,3mm erhöhte, da der Weg über zusätzliche Sperrfilter zwar der optisch richtige, aber für den Kunden eben auch "unbequeme" ist.

Aber auch das Absorptionsverhalten des IR-Sperrfilters spielt wohl eine große Rolle, was im Artikel nicht erwähnt wird.

Die Konsequenz ist eben, dass Weitwinkelobjektive - außer an den Leicas mit ihrem speziellen Sensordesign - auch an Systemkameras mehr oder weniger starke Retrofokuskonstruktionen sein müssen. Sean Reid (Bezahlseite) hat M-Objektive zwischen 15 und 50mm an der Sony A7R und der M240 verglichen. Die Ergebnisse sprechen für sich, je weitwinkliger umso stärker die Diskrepanz, wobei es natürlich auch bei identischer Brennweite große Unterschiede gibt.

Rainer

aidualk
09.07.2014, 12:02
Und als Schmankerl gibt es hier noch Makros von Schnitten von Filterpacks: Tiefpass/IR-Filterpacks von Digitalsensoren (http://www.gletscherbruch.de/foto/tiefpassfilter/tiefpassfilter.html)

Der Bursche (u.a. auch Moderator im DSLR Forum und Canon Spezialist) hat meine A850 zur 'R' umgebaut und war extrem angetan, wie sauber und übersichtlich die Sony im Inneren aufgebaut ist.

Alison
09.07.2014, 12:35
Vielen Dank für den Link!:top: Ich bin gespannt wie sich die D810 macht, so ganz ohne TiefpassFilter. Aber die meisten Objektive dürften ja einen hinreichend langen Abstand der Austrittspupille zur Bildebene haben.

RainerV
09.07.2014, 19:44
...Aber die meisten Objektive dürften ja einen hinreichend langen Abstand der Austrittspupille zur Bildebene haben.
Haben sie zwangsweise bei Spiegelreflexkameras.

...Ich bin gespannt wie sich die D810 macht, so ganz ohne TiefpassFilter.
Hat die Alpha 7R auch nicht, dennoch hat die einen dicken IR-Sperrfilter und ist deshalb mit Weitwinkel-Meßsucherobjektiven weitestgehend unbrauchbar. Aber an eine D810 kriegt man diese Objektive eh nicht dran, insofern stellt sich das Problem da nicht.

Rainer

Schmiddi
09.07.2014, 20:23
Ich bin gespannt wie sich die D810 macht, so ganz ohne TiefpassFilter.

Trotzdem bin ich sicher, dass das gesamte Glaspack vor dem Sensor genauso dick ist wie bei allen anderen Nikons - auch Nikon wird bei der Objektivrechnung das Glas vor dem Sensor mitrechnen, und da wäre es saublöd von denen, hier was anderes vorzusetzen. Und da die Objektive den Spiegelkasten freihalten müssen, ist das alles eh' nicht so dramatisch wie halt bei einigen Adaptionsversuchen am E-Mount... Aber da man es wohl dennoch messen kann, müssen die für gute Testergebnisse die "Knipse" passend zum sonstigen Lineup bauen.

Andreas

Stuessi
10.07.2014, 07:49
Ab Blendenzahl 2,8 ist hier (http://www.lensrentals.com/blog/2014/07/sensor-stack-thickness-part-iii-the-summary) kein Unterschied zwischen 0mm ... 4mm zu sehen.

aidualk
10.07.2014, 08:55
erl.

ddd
10.07.2014, 10:05
Ab Blendenzahl 2,8 ist hier (http://www.lensrentals.com/blog/2014/07/sensor-stack-thickness-part-iii-the-summary) kein Unterschied zwischen 0mm ... 4mm zu sehen.
sroll mal ein wenig weiter runter ...
Die erste Abbildung zeigt nur das (ideale) Verhalten auf der optischen Achse, und selbst dort werden hochgeöffnete Objektive bereits massiv beeinflusst. Mit Abblenden auf 2.8 oder noch weiter verschwindet der Einfluss auf der Achse und zunehmend auch Richtung Rand.

Das 2. Diagramm zeigt dann die "Katastrophe" am Rand: bei 2mm Glas (mit r=1.52) und f/2 mit einer Austrittspupille bei 25mm (typisches Messsucher-Weitwinkel) ist bereits bei 9mm Bildhöhe der Kontrast unter 10%! D.h. schon in der Mitte des Bildfeldes kommt "nix" mehr an. Und das ist ein "ideales" Objektiv, reale dürften ggfs. noch schlechter sein. Allerdings werden, das war ja der Ausgangspunkt von Rogers Messerei und Brians Gerechne, teilweise vorhandene Schwächen gerade durch das Glas etwas kompensiert, so dass einige reale prä-digitale Objektive mit Glas besser aussehen als ohne.

Auf jeden Fall erklärt sich mir damit auch bei einigen SLR-Objektiven, warum sie sich nicht so wie von Silberfilm gewohnt verhalten, auch wenn dort die Verhältnisse ob der weiter vorn liegenden Austrittspupille (bei mäßigen Weitwinkeln oft "nur" um 50mm !) weniger dramatisch sind. Die Tabelle listet jedenfalls genau die "Versager" als jene auf, die die kleinste Austrittspupillendistanz haben.

Was mich überraschte war die Tatsache, dass der AA-Filter (zwei gekreuzte doppelt brechende Kristalle mit λ/4-Plättchen dazwischen) nicht das Hauptproblem darstellt, sondern schon eine schlichte planparallele Platte (bei Brians Theoriekurven wird ein Glas mit r=1.52 und 100% Transmission ohne Dispersion usw. angenommen, und die Messungen belegen die grundsätzliche Richtigkeit der qualitativen Aussage) sich so stark auswirkt.

Wir hatten das Problem schon beim 500 Reflex und der Frage, ob der Rearfilter weggelassen werden darf. U.a. Toni hat damals gezeigt, dass sein Einfluss gering, aber eindeutig vorhanden ist. Allerdings ist das 500Reflex ein extremes Tele mit sehr weit (auch relativ zum Rearfilter) vorn liegender Austrittspupille.

Übrigens kann die Sache mit dem schwachen IR-Filter bei Leica nicht stimmen: der IR-Filter bei Canon ist gerade mal zwischen 0.2 mm und 0.625 mm dick (lt. o.l.), wobei meist (deutlich) unter 0.5 mm vorhanden sind, gerade bei neueren und höher auflösenden Kameras. Wenn Leica Filter mit 0.5mm einsetzt, dann müsste ein genau so wirksamer IR-Sperrfilter möglich sein, denn ein AA-Filter fehlt bei Leica m.W. grundsätzlich und die nötigen Vergütungsschichten sind nur wenige µm dick.

TONI_B
10.07.2014, 12:38
Ein IR-Sperrfilter braucht nur einen dünnen Glasträger. Die gesamte Schichtdicke wird knapp ein µm erreichen.

Ist schon eine interessante Geschichte mit den dicken Filtern unmittelbar vor den Sensoren!

RainerV
10.07.2014, 13:54
...
Übrigens kann die Sache mit dem schwachen IR-Filter bei Leica nicht stimmen: der IR-Filter bei Canon ist gerade mal zwischen 0.2 mm und 0.625 mm dick (lt. o.l.), wobei meist (deutlich) unter 0.5 mm vorhanden sind, gerade bei neueren und höher auflösenden Kameras. Wenn Leica Filter mit 0.5mm einsetzt, dann müsste ein genau so wirksamer IR-Sperrfilter möglich sein, denn ein AA-Filter fehlt bei Leica m.W. grundsätzlich und die nötigen Vergütungsschichten sind nur wenige µm dick.

Du hast Recht. Alles Lüge, alles Einbildung:

Black = Magenta

Take a photo of someone in a black suit and most likely it will come out purple, mainly due to extraneous infrared light causing the sensor to give false colour readings. This the #1 design-issue with the M8, and for many it's a deal-killer.
Inadequate IR filtering

In order to address corner-artefact issues from deeply recessed M lenses, the M8 has an unusually thin infrared filter in front of its sensor. Unfortunately the 0.5mm glass doesn't completely block the IR spectrum, causing some IR to leak through. Consequently black-coloured objects (typically synthetic fabrics or paint) acquired a false-magenta cast.
...
Leica dedicated about a third of their "FAQ Leica M8" (January 2008) PDF to discussing the problem. Obviously they were concerned about it, but due to limitations in sensor design they were stuck with having to use auxiliary lens IR filters for the M8.
Quelle: http://leica.nemeng.com/004f.shtml oder hunderte andere Quellen im Netz.

Rainer

Alison
10.07.2014, 14:52
Trotzdem bin ich sicher, dass das gesamte Glaspack vor dem Sensor genauso dick ist wie bei allen anderen Nikons - auch Nikon wird bei der Objektivrechnung das Glas vor dem Sensor mitrechnen, und da wäre es saublöd von denen, hier was anderes vorzusetzen....

Das denke ich auch, was mich nur etwas irritiert sind die Werbeaussagen. Soweit ich mich erinnere wurde die D800R als sie herauskam mit den Worten beworben, dass sie eine höhere Detailauflösung hatte, weil die keinen Antialiasingfilter hatte. Relativ schnell kam dann die Richtigstellung, dass durchaus eine Glasfläche vorhanden war, nur dass die eben keinen Effekt hätte.

Die D810 Aussagen nun bestätigen, dass die D800R einen Filter ohne Effekt hatte, und betonen dass die D810 nun wirklich gar keinen mehr hat. Das würde für mich bedeuten, dass weniger Glas vor dem Sensor liegt.

ddd
11.07.2014, 01:58
moin, Du hast Recht. Alles Lüge, alles Einbildung:
ich bezog mich nicht auf das offensichtliche Fehlen des IR-Sperrfilters bzw. dessen zu schwache Wirkung, sondern darauf, dass diese Schwäche mit der zu geringen Dicke begründet wird:
Da weder die M8 noch die M9 einen AA-Filter hat (soweit ich weiß), stehen die gesamten 0.5mm Glasdicke für den IR-Filter zur Verfügung. Der 'hot mrirror' ist eine aufgedampte Schicht von wenigen µm Dicke und reflektiert (winkelabhängig) IR, und das Glas ist cyanblau eingefärbt und dient der Farbkorrektur und als (winkelunabhängiger) IR-Absorptionsfilter. Zumindest ist das bei den gezeigten Canon-Filtern so, und IR-Filter aus Mikroskopen sehen auch so aus. Und das ist Technologie, die bei Leitz seit Jahrzehnten vorhanden ist (aber möglichweise nicht bei Leica Camera?). Aber egal, wir werden wohl nicht erfahren, warum Leica den IR-Sperrfilter weggelassen bzw. zu schwach ausgelegt hat.

Es könnte natürlich sein, dass die doppelbrechenden Kristalle, die für die AA-Filter verwendet werden, im IR absorbieren. Es wurde LiNbO3 genannt, und dies ist von ca. 320nm (nahes UV) bis über 5µm (mittleres IR) transparent, eignet sich also nicht "nebenbei" als IR-(Absorptions)Filter.

Soweit ich mich erinnere wurde die D800R als sie herauskam mit den Worten beworben, dass sie eine höhere Detailauflösung hatte, weil die keinen Antialiasingfilter hatte.
M.W. hat die D800E denselben Filterpack wie die D800, allerdings ist der 2. Teil des AA-Filters um 90° gedreht, sodass er die Wirkung des 1.Teils aufhebt statt wie üblich die 2.Aufspaltung des Stahlenbündels senkrecht zur ersten Aufspaltung zu besorgen. Wenn diese Info zutrifft, deutet das darauf hin, dass die E nachträglich in das Design aufgenommen wurde und nicht von Anbeginn geplant war. Bei der Revison zur D810 konnte man diesen aufwändigen Umweg weglassen, es gibt ja wohl keine non-E mehr. Allerdings kann auch Nikon die einmal gewählte optische (!) Dicke des Filterpacks nicht wesentlich verändern, ohne Nachteile bei bestimmten (dafür gerechneten neuen) Objektiven hinnehmen zu müssen (und dafür mglw bei anderen -älteren- etwas zu gewinnen?).

Was in den verlinkten Betrachtungen ausgespart bleibt, ist die Wirkung der Mikro"linsen" (eher Glaströpfchen). Diese Effekte sind in den Theoriekurven von Brian nicht berücksichtigt.

Nicht sicher bin ich, ob aktuelle Sensoren ein Deckglas haben, d.h. das Keramikgehäuse vorne verschlossen ist oder offen. Zerlegemodelle zeigen i.d.R. Sensormodule, bei denen das Filterpack montiert ist. Ich gehe von einem, allerdings recht dünnen, Deckglas aus, schon um die Bondingdrähte zu schützen. Diese Glasschicht kommt zur Wirkung des Filterpacks dann auch noch hinzu.

aidualk
09.01.2015, 08:02
Es geht weiter:
Praktische Versuche mit einem modifiziertem Sensor Stack an der A7R (http://www.lensrentals.com/blog/2015/01/a-thinner-sensor-stack#more-20769).