Lenzen- Tussenringen
.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
 
.
 

 

 

Tussenringen (extension tube)

Om met bestaande lenzen een voorwerp groter op een foto te krijgen kunnen tussenringen en extenders gebruikt worden.
Er is een echter wezenlijk verschil tussen beide, tussenringen bevatten geen glas, extenders wel.
Tussenringen worden vooral gebruikt bij macrofotografie

Werking:

Tussenringen worden tussen de body en de lens geplaatst.
Ze bevatten geen glas.
Door de tussenringen wordt de beeldafstand vergroot.
Gevolg hiervan is dat het beeld op de sensor groter wordt, om terug een scherp beeld te krijgen moet het voorwerp dichter bij de lens geplaatst worden, dus de scherpstelafstand en de werkafstand verkort. Focuseren op oneindig kan niet meer.
Een tussenring zorgt er dus voor dat het voorwerp dichter bij de lens komt te staan , waardoor het beeld groter wordt.
De brandpuntsafstand van de lens wijzigt niet. Hoe breder de tussenring hoe groter de supplementaire vergroting.

Aangezien de supplementaire vergroting die veroorzaakt wordt door de tussenring omgekeerd evenredig is (zie verder) met de brandpuntsafstand van de lens, zal het effect van een tussenring vooral merkbaar zijn bij korte brandpuntslenzen.
Tussenringen toepassen op lange brandpuntslenzen heeft weinig zin.
Je kan ruwweg stellen dat om van een lens een 1:1 macro te maken, je ongeveer evenveel mm tussenring nodig hebt als de brandpuntsafstand van de lens.
Vb om van een 50mm lens een 1:1 macrolens te maken heb je ongeveer een 50mm tussenring nodig

Wordt vooral gebruikt voor macro en close up fotografie

 

Berekenen van de lensparameters met tussenring

 

Normale lenzen gecombineerd met tussenringen

Lineaire vergroting : R1, bij minimum focusafstand (scherpstelafstand)

Door het plaatsen van een tussenring vergroot de lineaire vergroting van de lens-tussenring combinatie.
Hoe kunnen we de nieuwe lineaire vergroting R1 berekenen?

1ste berekeningswijze:

De lineaire vergroting van een lens wordt gegeven door volgende formule:(zie theorie)

R = (b / f) - 1

R: lineaire vergroting (reproduction ratio)
b: beeldafstand
f: bandpuntsafstand

Hoe breder de tussenring hoe groter de vergroting.
Hoe langer de brandpuntsafstand van de originele lens, hoe kleiner de vergroting.
Het effect van tussenringen op lange brandpuntslenzen is dus beperkt.


Voorbeeld:
Nemen we een Nikon 50mm f/1.8D lens met een minimum scherpstelafstand van 450mm en een lineaire vergroting (reproduction ratio) R=1:6.6 (= 0.151)

Wat is de nieuwe vergroting bij gebruik van een tussenring van 25mm (bij minimum scherpstelafstand)?

Bij de minimum scherpstelafstand (max. vergroting) is de beeldafstand zonder tussenring:

b = (R+1).f .......... (afgeleid van bovenstaande formule)

b=(1/6.6 +1).50= 57mm

Beeldafstand met (25mm) tussenring is b1= 57+25mm= 82mm


De nieuwe lineaire vergroting is nu: R1 = (b1/f)-1= 82/50 - 1= 0.64= 1:1.56

2de berekeningwijze:

De supplementaire vergroting met tussenringen kan ook berekend worden met volgende formule:

R suppl= t / f

Rsuppl: supplementaire vergroting
t = dikte tussenring (mm) (thickness)
f = brandpuntsafstand van de lens

In ons voorbeeld: 50mm lens met vergroting Rl=1/6.6= 0.15
Supplementaire vergroting tussenring van 25mm Rsuppl= 25/50=0.5
Totale vergroting = Rt= R+Rsuppl= 0.15+0.5=0.65 = 1/ 1.54

Berekenen van de minimum focusafstand

Bij gebruik van tussenringen verkleint de minimum focusafstand ,het is dan ook interessant om deze vooraf te kunnen berekenen. Ook de voorwerpafstand wordt kleiner.

Hiervoor kunnen we volgende formule gebruiken:

S = f . (1/R +R+2)

S= focusafstand (Scherpstelafstand)
f= brandpuntsafstand
R= Lineaire vergroting

Passen we dit toe :

S1= 50. (1/0.64 + 0.64 + 2)= 210mm (was 450mm zonder tussenring)

Berekenen van de minimum voorwerpafstand:

Berekenen van de voorwerpafstand met tussenring:

De minimum voorwerpafstand = minimum scherpstelafstand - beeldafstand

In ons voorbeeld: minimum voorwerpafstand v: 210 - 82= 128mm

Berekenen van de vergroting bij maximum focusafstand

Bij max. focusafstand staat het objectief gefocusseerd op oneindig. Door de tussenring wordt de maximum focusafstand verkleind.
Focuseren met tussenring op oneindig lukt niet meer.

Vergroting bij max. focusafstand: R= (b/f)-1

We weten dat de beeldafstand = brandpuntsafstand bij focuseren op oneindig dus b=f.
met tussenring is b1= f+ t (dikte tussenring)

Vergroting op maximum focusafstand:

R = ( f + t )/f -1 ... enkel geldig indien gefocusseerd op oneindig

R= vergroting bij max. focusafstand
t= dikte tussenring
f = brandpuntsafstand

Voorbeeld : bovenstaand 50mm objectief met 25mm tussenring
R= (50+25)/50 -1= 0.5 of 1:2

Maximum focusafstand: (zie lenzen -Theorie)

S = f.(1+R)² / R

S= focusafstand (scherpstelafstand)
f= brandpuntsafstand
R= vergroting

In ons voorbeeld: 50mm met 25mm tussenring geeft een vergroting 0.5 gefocusseerd op oneindig.
D= 50.(1+0.5)²/0.5= 225mm

Ons voorbeeld
50mm objectief met vergroting 0.151 bij minimum focusafstand van 45cm.
Is met een 25mm tussenring:een objectief met een scherpstelafstand tussen 22.5cm en 21.0cm en een vergroting tussen 0.5 en 0.64

 

Macrolenzen

We weten dat bij de meeste macrolenzen de brandpuntsafstand korter wordt bij max. 1:1 vergroting.
De nieuwe brandpuntsafstand kunnen we echter eenvoudig berekenen.

Lineaire vergroting:

Voorbeeld:

1ste berekeningswijze:

Een Sigma 105mm 1:1 macro heeft een minimum scherpstelafstand van 31.2cm= 312mm
De brandpuntsafstand is bij 1:1 macro= 312/4= 78mm (zie macrolenzen)

De nieuwe lineaire vergroting met een 25mm tussenring:

Beeldafstand b= (R+1).f= (1/1+1).78= 156mm
Met tussenring= b1= 156+25= 181mm

De nieuwe vergroting:

R = (b / f) - 1= 181/78 -1= 1.32:1

2de berekening's wijze:

Supplementaire vergroting: R suppl= t / f = 25/78= 0.32
Rtot= 1+0.32=1.32 of 1.32/1

Minimum focusafstand bij 1:1 macro

S = f . (1/R +R+2) = 78.(1/1.32+1.32+2)= 317mm was origineel 312mm.
Bij macro blijft de scherpstelafstand ongeveer helijk, zelfs iets groter!

Minimum werkafstand bij 1:1 macro

De werkafstand is de afstand voorwerp tot frontlens
Werkafstand= minimum focusafstand - dikte body tot sensor - lengte lens - breedte tussenring.
Aangezien de originele werkafstand niet gespecificeerd wordt zal je die zelf moeten opmeten.
Algemeen kan je stellen dat bij 1:1 macro :

Werksafstand met tussenring = originele werkafstand - breedte tussenring

In ons geval: 120mm - 25mm = 95mm i.p.v. 120mm origineel (zie macrolenzen)

Automatische focusinstelling & diafragma

Bij de "betere" tussenringen wordt de informatie tussen de lens en camera body doorgegeven via elektrische kontacten.
Goedkopere tussenringen hebben die contacten niet, waardoor enkel nog manueel kan worden scherpgesteld.
Lenzen die geen interne focusmotor hebben kan je beter niet laten automatisch scherpstellen.
De wrijving van de overbrenging van de body focus motor naar de lens via de tussenring is te groot, waardoor de motor in de body schade kan oplopen.

Ook het automatisch diafragma werkt niet meer met tussenringen, sommige lenzen (vb Nikon "G" lenzen) hebben geen manuele diafragma instelling, daarom zijn tussenringen voor deze lenzen niet geschikt.


Nadelen:

* Het beeld wordt over een groter oppervlak geprojecteerd, waardoor minder helderheid, het geheel wordt minder lichtsterk.
* Autofocus is trager door de mindere lichtsterkte vooral bij zoom lenzen met f5.6 en hoger kan dit problemen opleveren (hunting), of zelfs helemaal niet meer automatisch focuseren
* De max. scherpstelafstand wordt ook sterk gereduceerd, waardoor scherpstellen op oneindig niet meer kan.
* Bij macro 1:1 wordt de werkafstand wordt gereduceerd met de breedte van de tussenring
* Minder scherpte door het uitvergroten van het beeld.
* De lenstop tot voorwerp afstand (werkafstand) kan vooral bij macro lenzen heel klein worden.
* Bij tussenringen die de (mechanische) diafragma instelling van de body aan de lens niet doorgeven, zal je geen lenzen kunnen gebruiken die geen manuele diafragma instelling hebben (vb Nikon "G" lenzen) .
Het diafragma blijft bij deze lenzen volledig open staan zonder dat je er (manueel ) iets aan kunt veranderen.


Meer info:
http://www.the-digital-picture.com
http://en.wikipedia.org/wiki/Extension_tube
http://en.wikipedia.org/wiki/Lens_(optics)#Construction_of_simple_lenses
http://home.planet.nl/~braak117/macro.pdf

 

© Beertje
17/11/2010