Techniklexikon

Schärfentiefe

Als Schärfentiefe (weniger exakt Tiefenschärfe) bezeichnet man jenen Bereich der Schärfenausdehnung vor und hinter der Einstellebene des Objektivs, der noch ausreichend scharf abgebildet wird. Der Objektpunkt, auf den man das Objektiv fo-kussiert, wird, entsprechend dem Auflösungsvermögen von Objektiv und Film, maximal scharf abgebildet; der Objektpunkt liegt dann in der Schärfenebene. Punkte vor und hinter dieser Schärfenebene werden mehr und mehr als Scheibchen abgebildet. Sie erscheinen (selbst nach der Vergrößerung) dem menschlichen Auge noch so lange als Punkt, bis sie eine bestimmte Größenordnung überschreiten, jene Größe, die man als eben noch zulässigen Zerstreuungskreis-Durchmesser bezeichnet. Dieser wird dadurch bestimmt, daß das menschliche Auge Details, die es unter einem kleineren Sehwinkel als 50 bis 90 Bogensekunden erblickt, nicht mehr unterscheiden (auflösen) kann. Als noch scharf wird ein Zerstreuungskreis-Durchmesser von 0,03 mm für das Kleinbildformat und o,oj mm für 6x6 cm angesehen. Mit der Verringerung des Blendendurchmessers des Objektivs verkleinert sich gleichzeitig der Zerstreuungskreis-Durchmesser. Dadurch werden Punkte außerhalb der Schärfenebene als zunehmend kleinere Zerstreuungsscheibchen abgebildet, d. h. sie erreichen irgendwann das Stadium, in dem sie als Punkt gelten können, sie werden »scharf« abgebildet. Dies erklärt, weshalb die Schärfentiefe beim Abblenden zunimmt. Außerdem ist die Schärfentiefe von Brennweite und Aufnahmeentfernung abhängig. So ist z. B. die relative Schärfentiefe bei langen Brennweiten und kleinen Aufnahmeentfernungen geringer als bei kurzen Brennweiten und großer Aufnahmeentfernung. An den meisten Objektiven lassen sich die von Blende und Aufnahmeentfernung abhängigen Schärfentiefenbereiche an einem Schärfentiefenring ablesen. Optik, Tiefenschärfe, vorwiegend in der Photographie gebräuchliche Bezeichnung für denjenigen achsenparallelen Bereich im Objektraum, der im Bild ohne merklichen Schärfeverlust wiedergegeben wird. Ein ideal abbildendes optisches System kann jeweils nur von einer Ebene im Objektraum, der sog. Einstellebene, ein scharfes Bild im Bildraum, die sog. Bildebene, entwerfen. Alle vor oder hinter der Einstellebene liegenden achsensenkrechten Ebenen werden mit einer gewissen Unschärfe abgebildet, die sich aus dem Abbildungsmassstab b ergibt. Auf Grund des beschränkten Auflösungsvermögens einer lichtempfindlichen Schicht (Filmempfindlichkeit) oder des Auges (Kriessche Theorie), erscheinen die scharf und bis zu einer bestimmten Grösse auch unscharf abgebildeten Objektpunkte in gleicher Grösse und können nicht voneinander unterschieden werden. Die Grenzen dieses Bereiches werden als Nahpunkt und Fernpunkt und der Bereich selbst als Schärfentiefe bezeichnet. Der Bereich der Schärfentiefe ergibt sich aus dem Durchmesser d des Zerstreuungskreises in der Einstellebene, dem Durchmesser d der Eintrittspupille und dem Abstand p der Einstellebene von der Eintrittspupille. Der Abstand t_N bzw. t_F des Nah- bzw. Fernpunktes von der Einstellebene ist damit gegeben durch:  und .

Zur Einführung des zugelassenen Zerstreuungskreises in der Bildebene mit dem Durchmesser d\' berücksichtigt man den Abbildungsmassstab b und erhält folglich d\' = bd. Die Schärfentiefe hängt nicht nur von der f-Zahl, sondern auch von der Brennweite des Objektives ab. Objektive mit längerer Brennweite besitzen bei gleicher f-Zahl-Einstellung weniger Schärfentiefe als Objektive mit kurzer Brennweite. Die Schärfentiefe ist zur Abbildungstiefe konjugiert.

Schärfentiefe: Darstellung der charakteristischen Grössen (EE: Einstellebene, d: Durchmesser der Eintrittspupille, p: Abstand der Einstellebene von der Eintrittspupille, t_N bzw. t_F: Abstand des Nah- bzw. Fernpunktes, d: Durchmesser des Zerstreuungskreises in der Einstellebene).