Macrolenzen

zie ook de rubriek "Lenzen"

Macrolenzen zijn bedoeld om foto's van kleine voorwerpen te maken.
Een macrolens is eigenlijk een gewone lens, maar door zijn speciale constructie kan je dichter scherpstellen dan normaal het geval is, waardoor het beeld groter op de sensor verschijnt
De macrofunctie wordt geïntegreerd in een zoomlens of een lens met vast bandpunt. Naast de macro functie kan je de lens ook als een gewone lens gebruiken. Er bestaan ook specifieke macrolenzen , waarmee je geen "normale " foto's kunt nemen. (o.a. Canon heeft een dergelijke lens)
De maat van vergroting wordt weergegeven door een factor .
Een 1:1 macrolens projecteert het beeld van een voorwerp op ware grootte op de sensor.
Een 1:1 macro lens is dus in staat om een foto volledig  te vullen  met een voorwerp ter grootte van de film (analoog)  of CCD (digitale foto).

Vb: Voor een digitaal toestel: Nikon D70 met CCD grootte van  23.7x15.6mm,  kan bij een1:1 macrolens, met een voorwerp van 15.6mm hoog de volledige hoogte van de CCD, dus van de foto of beeldscherm vullen. Wanneer hiervan bv een 10 x 15 cm foto wordt gemaakt , dan staat het 15mm voorwerp dus 10cm groot op de foto dus 6.6x groter!, op een beeldscherm vult een 15mm hoog voorwerp het volledig beeld.
Een macro van 1:2,  heeft een 31.2mm voorwerp nodig om de volledige CCD of foto te vullen.

Vanaf een vergrotingsfactor van 1:1 spreekt men van "macro" bij 1:2 spreekt men van een "close-up" lens.
Macro lenzen worden gebruikt om kleine voorwerpen te fotograferen , zoals insecten, juwelen enz..
Gezien de vergroting, zijn foto's met deze lenzen ook gevoelig voor bewegingsonscherpte, daarom wordt meestal met behulp van een statief gefotografeerd, en op hogere sluitersnelheid. 

De mechanische opbouw van de lenzen kan nogal verschillen van model tot model.
Bij de gecombineerde lenzen wordt de macrofunctie  verkregen door de lens elementen ten opzichte van elkaar te verschuiven.
Dit kan door de lens uit te schuiven, de lens wordt dus langer.
Er bestaan ook lenzen met een vaste lengte, die inwendig verschuiven.
Voordeel is dat bv insecten niet afgeschrikt worden door het bewegen van de voorkant van de lens, nadeel is dat een lens met vaste lengte, meestal langer is dan een ingeschoven lens.
Bij sommige lenzen draait bij het scherpstellen of inzoomen  ook het voorste gedeelte mee rond.
Bij dit soort lenzen kan geen licht polarisatie filter gebruikt worden,dit geldt trouwens ook voor zoomlenzen waarvan de frontlens meedraaid.

De 1:1 macrolens

Wanneer bij een positieve lens, een voorwerp op 2x de brandpuntsafstand voor de lens wordt geplaatst,
ontstaat op 2x de brandpuntsafstand achter de lens een scherp beeld, met dezelfde grootte als het voorwerp.
Dit noemt men een 1:1 macro vergroting.
Voor iedere lens kan men dus ongeacht de brandpuntsafstand, een 1:1 macrolens maken door de afstand tussen de lens en de sensor op 2x de brandpuntsafstand te plaatsen.
De minimum scherpstelafstand van een" normale lens" is 6-15 x de brandpuntafstand, bij de 1:1 macrolens ligt die op 4x de brandpuntsafstand.
Aan deze lenzen zullen dan ook hogere kwaliteitseisen gesteld worden, om bij deze korte scherpstelafstand toch nog een aanvaardbare beeldkwaliteit te verkrijgen. Daardoor zijn ze ook duurder.

Brandpuntsafstand & scherpstelafstand bij macro

Bij gecombineerde macro lenzen met vast brandpunt (vb 50mm), kan men de lens tot op een bepaalde minimum scherpstelafstand (ook minimum focusafstand genoemd) , als een normale lens gebruiken, brengt men het voorwerp dichter bij de lens, dan neemt gedurende het scherpstellen de macro functie over.
De macro functie met maximum vergrotingsfactor (1:1), krijgt u bij de minimum focus- of scherpstelafstand.

De scherpstelafstand is de afstand tussen de sensor en het voorwerp, dit wordt door de fabrikant van de lens in de specificaties opgegeven.
Dit is zoals blijkt uit bovenstaande figuur, bij een 1:1 macro = 4x de brandpuntsafstand.
Voor een 50mm lens is dit dus 4 x 50mm = 20 cm

Vooral voor de lange brandpuntsafstand lenzen, is de scherpstelafstand niet wat men theoretisch zou verwachten.
Door bij de "macrostand" de lenselementen ook onderling te verschuiven, verkort de brandpuntsafstand en is de scherpstelafstand korter dan men zou verwachten.

Vb een 150mm lens zou indien de macrofunctie enkel verkregen zou worden door enkel de" sensor tot lensafstand" te vergroten, dan zou de scherpstelafstand= 4x150mm= 60cm zijn.
In werkelijkheid is de macro scherpstelafstand vb 38cm, de brandpuntsafstand is op dat moment= 380/4= 95mm i.p.v. 150mm

Meer hierover kan je vinden op deze site: http://www.mhohner.de

Keuze van de lens - invloed scherpstelafstand (focusafstand) en werkafstand

Bij de keuze, van het basis objectief  voor een macrolens, dient men vooral de scherpstel afstand bij 1:1 macro in het oog te houden:
Hoe kleiner de brandpuntsafstand van de lens, hoe kleiner de scherpstel afstand.
De scherpstel afstand is afhankelijk van de originele brandpuntsafstand, en kan van enkele cm ... tot enkele tientallen cm zijn. 

vb Een Sigma lens met Nikon fitting:
     Voor een 50mm lens is de 1:1 macro scherpstel afstand =18.8cm
     Voor een 105mm lens = 31.2cm
     Voor een 150mm lens = 38 cm
     Voor een 180mm lens = 46 cm.

Minimum werkafstand - Laat u niet misleiden.

De door de lensfabrikant opgegeven scherpstel afstand is de afstand tussen het voorwerp en de sensor in de camera body.
Op de zijkant van de camera staat meestal een merkteken om de plaats aan te duiden waar de CCD zich bevind, zodat we nauwkeurig de scherpstel afstand kunnen bepalen.
Om de afstand lenstop tot het voorwerp te kennen, (minimum werkafstand) moet je de afstand van de CCD tot aan de lensfitting van de camera van de opgegeven waarde aftrekken en ook de volledige lengte van de uitgeschoven lens in 1:1 macrostand. Deze afstand noemt men de minimum werkafstand
Deze lengte wordt slechts zelden in de specificaties van de lens weergegeven, die moet je zelf opmeten.
Je kunt dus voor verrassingen komen te staan.

Voorbeeld:  een Sigma 105mm 1:1 macro lens op een Nikon D70/D90 toestel.

Met het uitschuifbare gedeelte wordt de vergrotingsfactor ingesteld .
Minimum focusafstand (scherpstel afstand) bij macro stand  1:1 is  31.2 cm
De opgegeven minimum "Scherpstelafstand". is de afstand van het voorwerp tot de CCD in camera body.

Om de werkafstand : "voorwerp tot  lenstop". (zonder zonnekap)  te kennen moet men de scherpstel afstand  verminderen  met de "CCD tot lenstop". afstand (19 cm in ons geval), tussen de lenstop en het voorwerp rest dus nog 31.2- 19.= 12 cm.  Met lenskap is dit nog  8.2cm.

De min. werkafstand is belangrijk bij het fotograferen van insecten.
Wanneer je op een paar cm van een insect met een camera gaat scherpstellen,  is er veel kans dat het schrikt en wegvliegt.

Voor en nadelen van korte en lange brandpuntsafstand bij macrolenzen:

• Zoals hierboven aangehaald, hangt de focusafstand af van de brandpuntsafstand, bij het fotograferen van vliegende insecten mag de brandpuntsafstand niet te klein zijn, anders krijg je weinig kans om te fotograferen.
• Bij lenzen met een lange brandpuntsafstand is de beeldhoek kleiner, hierdoor is de bokeh (wazige achtergrond) meestal mooier.
• Door het feit dat je verder van het voorwerp af staat kan je ook beter flitsen met een lange brandpuntsafstandslens.
• Door de kleine beeldhoek bij lange brandpuntslenzen geeft de kleinste beweging meer bewegingsonscherpte.
  Ook hier geld de regel: min sluitersnelheid= 1/brandpuntsafstand.
  Bij lange lenzen zal je dus op hogere sluitersnelheid moeten fotograferen,dit in combinatie met een klein diafragma(DOF), vraagt dus veel licht!
• Hoe groter de brandpuntsafstand hoe zwaarder en duurder de (macro) lens
  
  

 Invloed van de Sensor (beeldchip) grootte

Een vergroting van 1:1 betekent dat een voorwerp op ware grootte op het vlak van de CCD (beeldchip van de camera) wordt geprojecteerd.
Als het  beeld  van het voorwerp  even groot is als de  CCD , zal het deze volledig bedekken en dus ook de volledige foto vullen.

Vb: Voor  Nikon D70 met CCD (beeldchip) grootte van  23.7x15.6mm  kan :
Een 1:1 macrolens, met een voorwerp van 23.7x15.6mm  de volledige  foto vullen.
Een 1:2 close-up lens ,  heeft een 48x32mm voorwerp nodig om de volledige CCD of foto te vullen.
Een  2:1 macro lens vergroot het voorwerp 2x en kan dus met een voorwerp van 12x8mm een foto vullen.

Hoe kleiner de CCD , hoe kleiner het voorwerp kan zijn om een volledige foto te vullen met een 1:1 macro lens.
Dit is de reden waarom het met een compact camera (met vb CCD = 7.2 x 5.35mm) het relatief eenvoudiger is om macrofoto's te maken dan met een "full frame" camera. (zie rubriek Compact versus DSLR)

© Beertje
19/5/2009