Größe des Objektes auf dem Chip

[CorCaroli]

Hallo,

Wie berechne ich, wie groß ein Objekt auf dem Chip einer Kamera wird.

Der Hintergrund:
Ich versuche öfters die schmale Mondsichel einzufangen, habe dazu aber nur eine kompakte Superzoom-Kamera zur Verfügung.
Die eingefangene Mondsichel belegt dadurch immer nur einen kleinen Teil auf dem Chip der Kamera. Wenn ich die Mondsichel aus dem Bild herausschneide um sie etwas größer abzubilden, wird diese natürlich etwas flau.

Ein Beispielbild:


Ich habe aber noch eine Kamera mit Wechsleobjektiv-Anschluss. Für diese möchte ich mir ein kleines Fernrohr zulegen, ich dachte an die Art vom Vixen VMC-110L.
Wie berechne ich nun, wie groß der Mond auf dem Chip der Kamera dargestellt wird? Welche Daten (Brennweite vom Teleskop, Anzahl der Pixel und Größe der Pixel der Kamera) muss ich wo und wie in eine Formel eingeben, um zu sehen, welche Brennweite ich sinnvoll an meiner Kamera einsetzen kann, damit der vorhandene Chip optimal genutzt werden kann?

Vielen Dank für eure Hilfe.
Gerd

[Andreas Paul]

Hallo Gerd,
 
die Sache ist ebenso nüchtern wie (eventuell) ernüchternd:

Bei 1 Meter Objektiv-Brennweite entsteht in der Brennebene
ein Mondbild von ca. 10 mm Durchmesser (Jupiter ca. 0,22 mm).
Entnommen: Gramatzki, Hilfsbuch der astronomischen Photographie, 1930

Viele Grüße,
Andreas
 
Wer seine Ziele erreicht,
hat sie nicht hoch genug gesetzt.

[Ulf]

Hallo Gerd,

der Mond oder die Sonnen haben pro 100mm Brennweite 1mm Durchmesser.
Bei Bridge Kameras und DSLR den Cropfaktor noch mit berücksichtigen.

[Christoph]

Hallo Gerd!
Wenn Du die Bogensekunde pro Pixel wissen möchtest:
arcsec/px=206*Pixelgröße in µm/Brennweite in mm

Beispiel:
- Objektiv hat 1123 mm Brennweite (Newton mit Korrektor)
- Kamera hat 5,4 µm Pixel

Dann hat ein Pixel ≈ 206*5,4/1123" ≈ 0,99"
Wenn Deine Kamera nun 2000 Pixel hat, dann bekommst Du den Mond auf den Chip, selbst wenn er gerade erdnah sein sollte.

[Astrokarsten]

Hallo Gerd,

ein schönes Tool findest Du unter dem folgenden Link. Da erhälst Du visuell ein Ergebnis.

FOV

[CorCaroli]

Hallo,

Vielen Dank erst mal für eure Antworten.
Ich muss mich mal am Wochenende richtig in die Materie hineinarbeiten, jetzt nach der Nachtschicht ist das Denken noch nicht so meine Stärke...

Viele Grüße
Gerd

[CorCaroli]

Hallo nochmal,

Entschuldigt bitte meine fragerei, aber auf diesem Gebiet bin ich völlig unerfahren und unwissend.

Es geht um die Kamera Panasonic LUMIX G70 die ich habe.
Die Größe des Sensors beträgt 17,3 x 13mm bei einer Pixelgröße von 3,7µm.
Wie muss ich eigentlich den Cropfaktor von 2,0 berücksichtigen, wenn das Sonnen/Mondbild einen Millimeter pro 100mmm Objektivbrennweite beträgt?
Muss ich den diesen Millimeter pro 100mm Brennweite verdoppeln?

Fragen über Fragen...

Viele Grüße
Gerd

[Andreas Paul]

Hallo Gerd,

der Crop-Faktor spielt keine Rolle.
Sonne oder Mond werden so oder so mit 1 mm Durchmesser je 100 mm Objektivbrennweite auf den Sensor projiziert.

Bei der Sensorgröpße Deiner Kamera wäre eine Optik von ungefähr 1 m Brennweite denkbar.
Dann ist rund um noch ein wenig Platz auf dem Sensor.

Die Größe des projizierten Mond-Bildes ist (ungefähr) ein Hundertstel der Objektivbrennweite.
Bei 200 mm sind`s 2 mm, bei 350 mm Objektiv 3,5 mm. Und so weiter.

Viele Grüße,
Andreas

[Ulf]

Hallo,

hmm, bei meiner Canon habe ich ein 250mm Objektiv das durch den Crop-Faktor 400mm entspricht, dachte ich zumindest!?

[Andreas Paul]

Hallo,

das ist richtig. Auf das "entspricht" kommt es an.

Es sind zwei grundsätzliche Dinge:

a) Wie groß wird ein Objekt auf dem Sensor (oder Film) abgebildet?

Wie groß ein Objekt in der Brennebene abgebildet wird, hängt einzig von der Objektiv-Brennweite ab. 
(Wenn man für diese Betrachtung gedanklich den Abstand zwischen Objekt und Objektiv unverändert läßt.)

b) Wie groß ist der Sensor (oder Film)?

An dieser Stelle kommt der Format-Faktor (auch als Crop-Faktor bezeichnet) ins Spiel.
Dieser bezieht sich auf das klassische Kleinbild-Filmformat 24 x 36 mm.
Bei Kleinbild-Filmformat war (ca.) 50 mm Objektiv-Brennweite die sogenannte Normalbrennweite (zumindest
bei den Spiegelreflexkameras). 28 mm (oder auch 35 mm) ein Weitwinkel-Ojektiv und ca. 100 mm leichte Tele-Brennweite. 

Wenn nun der Sensor kleiner ist, als 24 x 36 mm, dann ändert das nichts an der Objektiv-Brennweite
(50 mm Brennweite sind nach wie vor 50 mm Brennweite).
Auch das in der Brennebene projizierte Bild ist nach wie vor gleich groß.

ABER: Der Sensor ist kleiner und erfaßt  nur einen Ausschnitt desjenigen Bildes, das auf 24 x 36 Platz hätte.
Das Bild ist also quasi beschnitten (englisch cropped).

Bei einer Sensor-Größe von 13,0 x 17,3 mm (Four-Thirds bzw. Micro-Four-Thirds) ist der Format-Faktor 2,0.
Das heißt, der Bildausschnitt, den der Sensor bei einem Objektiv mit 50 mm Brennweite erfaßt,
entspricht dem Bildauschnitt, den ein 100 mm Objektiv bei 24 x 36 ergeben würde.

Der Format-Faktor ist also ein gedanklicher Umrechnungsfaktor, der stets Bezug nimmt auf das klassische Filmformat 24 x 36 mm.

Helfen kann die Betrachtung der Sensor-Diagonale. Deren Länge entspricht (ungefähr!) der Normalbrennweite für die jeweilige Sensor-Größe.
Bei 24 x 36 ist das 43,26 mm. Bei 13 x 17,3 sind es 21,6 mm. Das indess ist exakt die Hälfte und hieraus ergibt sich (reziprok) der Format-Faktor 2,0.

Und das Maß der kurzen Seite des Sensors entspricht einem recht starken Weitwinkel, das Maß der längeren Seite einem morderaten Weitwinkel.
Das geht ins Detail und gehört eher zur Kategorie "nice to know".
Wer mag, kann das in Richtung größerer Formate weiterdenken. Also (klassisches) Mittelformat 6 x 9 cm (Diagonale 10,8 cm)
oder Planfilm 9 x 12 cm (Diagonale 15 cm).
 
Viele Grüße,
Andreas
.

[CorCaroli]

Hallo,

Vielen Dank für eure Hilfe und den umfangreichen Antworten. Das hilft mir schon mal weiter.

Viele Grüße
Gerd

[Ulf]

Hallo Andreas,

Danke für die ausführliche Antwort.

Verstehe ich das so richtig:

Wenn ich ein Foto mit einer Kleinbildkamera machen würde und bei gleicher Brennweite eines mit der DSLR und anschließend das Foto von der Kleinbildkamera 1,6 fach Zoome, würden die Fotos exakt gleich aussehen. Also das Fotografierte Objekt die gleiche Größe haben.

[Andreas Paul]

Hallo Ulf,

gib mir paar Tage Zeit für eine praktische Demonstration mittels meiner ollen Spiegelreflexkamera.

Viele Grüße,
Andreas
.

[CorCaroli]

Hallo,

Ein kurzes Feedback von mir.
Dieses Teleskop ist es geworden:


Ein Vixen VMC110L.

[attachment=8469]

[attachment=8470]

Ich habe es heute Abend nur mal kurz auf dem Fotostativ getestet, ob ich mit der Kamera überhaupt in den Fokus komme.
Ein Bild vom Mond habe ich in der Dämmerung auch auf die schnelle aufgenommen:

[attachment=8471]

Kamera:
Panasonic LUMIX G70.
1/800 Sekunde belichtet.
ISO 1.600.

Viele Grüße
Gerd