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Ein neuer Linsentyp kündigt sich an

Wie letztendlich die optische Qualität sein wird ist ja noch nicht gesagt.

Jedoch eine sehr interessante und (wie ich finde) schwer zu verstehende Entwicklung.
 
Bei der seltsam gestalteten Oberfläche fällt es schwer, zu verstehen, wie die das nicht nur für einen einzelnen Sweet-Spot machen wollen.
Wenn die Dicke und Abstände der Konturen für eine Stelle perfekt ist, passt sie ein Stück daneben ja nicht mehr so perfekt.
Und das ganze dann noch rotatrionssymmetrisch, da die Gesamtkonstruktion ja immer noch rund sein soll...

Man darf gespannt sein, was da am Ende rauskommt.
 
Bei der seltsam gestalteten Oberfläche fällt es schwer, zu verstehen, wie die das nicht nur für einen einzelnen Sweet-Spot machen wollen.
Wenn die Dicke und Abstände der Konturen für eine Stelle perfekt ist, passt sie ein Stück daneben ja nicht mehr so perfekt.
Und das ganze dann noch rotatrionssymmetrisch, da die Gesamtkonstruktion ja immer noch rund sein soll...

Man darf gespannt sein, was da am Ende rauskommt.

Soweit ich das verstanden habe, ist Google wegen Google Glas schon sehr interessiert. Es wäre der Hammer, wenn das auch für DSLR funken würde. Das Gewicht von Zooms und Teleobjektiven würde sehr weit runtergehen. Und lichtstarke Objektive wären kein Problem mehr.
 
Soweit ich das verstanden habe, ist Google wegen Google Glas schon sehr interessiert. Es wäre der Hammer, wenn das auch für DSLR funken würde. Das Gewicht von Zooms und Teleobjektiven würde sehr weit runtergehen. Und lichtstarke Objektive wären kein Problem mehr.

Überall wo "nur eine" Linsengruppe zum Einsatz kommt, wi z.B. Gokkels Glas, Telekonverter etc. kann das Sinn machen; bei Objektiven für unsere Bodys sieht das leider ganz anders aus.
Da werden diverse Linsengruppen teils auch innerhalb einer Gruppe bewegt um den Fokus zu setzen oder z.B. telezentrisch den Strahlengang zu bündeln.

Ein Zoom mit dem Harvard-flatGlas zu rechnen ist nicht das Problem, sondern der dann notwendige immense Aufwand an Feinmechanik. = unbezahlbar und dazu im Alltag wohl sehr Stoßanfällig und eher wenig Praxistauglich.

WENN das flat-glas also tatsächlich optische Linsengruppen auch qualitativ ersetzen kann, dürfte es dort zum Einsatz kommen wo eben eine feste unbewegliche Linsengruppe daraus gebildet wird, wie eben in GokkelsGlass oder z.B. in Kameras von Mobilphones.

Im übrigen ist das Konzept jedenfalls nicht neu !, nur möglicherweise erstmals soweit gediehen Marktreife erreichen zu können? Wenn dahinter Potential steckt um Gokkels Glas neu zu beleben (eigentlich ist das Projekt seit knapp 2 Wochen eingestampft!), wär auch denkbar das Gokkel sich (wieder mal) für viiiel Taler das Patent (soweit schon eingetragen?) unter den Nagel reisst und dem Rest der Welt sagt: "sie zu wie du fertig wirst".

Auch erinner ich an die flüssigen Objektive von Phillips, wozu ich 2005 eigenes exclusives Material erstellen konnte und u.a. auch in den Foren verfügbar machte.
Nur: so phänomenal der Ansatz flüssiger Linsen auch war & ist und sogar dazu taugt OHNE Feinmechanikaufwand ! bei geingen Kostenaufwand extreeem-Teles in ein Handy verbauen zu können... bis heute Fehlanzeige.

Bin also gespannt was aus der flat-lens wird
Gerd
 
Sollen das so eine art Mini-Prismen sein? Nur eben aus speziellen Materialien und spezieller Form?
Bei flacher Linse dachte ich erstmal an Fresnellinsen, warten wir mal ab, wenn sich diese Linsen auch in Gruppen anordnen lassen, warum nicht?
 
Sollen das so eine art Mini-Prismen sein? Nur eben aus speziellen Materialien und spezieller Form?
Bei flacher Linse dachte ich erstmal an Fresnellinsen, warten wir mal ab, wenn sich diese Linsen auch in Gruppen anordnen lassen, warum nicht?

Es geht wohl eher um Quanteneffekte, so dass solche Strukturen wie Linsen wirken.
 
Qunteneffekte spielen hier keine Rolle, nur Wellenoptik. Dieses sogenannte "metasurface" ist eine Art diffraktives optisches Element, und verwendet sogennante "dielectric resonators", siehe den entsprechenden Science-Artikel: http://www.sciencemag.org/content/early/2015/02/18/science.aaa2494.abstract

Das in diesem Artikel beschriebene "achromatic metasurface" ist für den Infrarotbereich konstruiert - fur die drei Wellenlängen 1300nm, 1550nm, 1800nm. Die Autoren schreiben aber, dass sich dies mehr oder weniger beliebig skalieren lässt, der optische Bereich wäre auch kein Problem. Allerdings werden alle anderen Wellenlängen stark unterdrückt, dieses optische Element wirkt also nicht nur als Linse, sondern auch noch als Filter, der nicht viel mehr als diese drei Wellenlängen durchlässt (die Bandbreite beträgt für alle drei Wellenlängen ungefähr 30nm). Das ist so für Objektive noch nicht geeignet - es ist ja aber noch Grundlagenforschung. So schnell wird es also keine Objektive damit geben.
 
Ein Zoom mit dem Harvard-flatGlas zu rechnen ist nicht das Problem, sondern der dann notwendige immense Aufwand an Feinmechanik. = unbezahlbar und dazu im Alltag wohl sehr Stoßanfällig und eher wenig Praxistauglich.

Ich weiß es nicht, aber vielleicht findet sich eine Möglichkeit, das irgendwie mit Flüssigkristallen - oder sowas in der Art - zu lösen, sodass das elektrisch angesteuert werden kann und sich so verformt.

Für Videoprojektoren gibt es ja ein Display (Digital Micromirror Device), bei dem bei jedem Pixel ein Spiegel ist, der mechanisch bewegt wird. Da ist schon ziemlich viel recht preisgünstig machbar und das ist auch durchaus robust.

Die vielen Linsen bei Objektiven sind ja nur dazu da um die Fehler zu korrigieren. Prinzipiell wird es auch mit einer Linse funktionieren, wenn es gelänge, eine zu konstruieren, die keine Abbildungsfehler produziert. Für Zoom wird es freilich schwieriger.
 
Das größte Problem sehe ich darin das man auch mit noch so tollen Linsen nichts an der Definition der Blende selbst ändern kann. Selbst wenn man ein 400/2.8 mit nur einer Linse baut, diese muss einen gewissen Mindestdurchmesser haben. Was man bisher gesehen hat ist es für diese neuen Linsen wichtig, das die Platte, auf der die Strukturen gefertigt werden sehr dünn ist, was man hier liest 60nm, also deutlich kleiner als die Wellenlängen die damit fokussiert werden sollen. Wie man eine derart dünne Scheibe in solchen Abmessungen fertigen soll ohne das sie beim kleinsten Stoß zerbricht ist mir ein Rätsel. Macht man die Scheibe dicker hat man effektiv eine Fensterscheibe und damit entsprechend wieder die üblichen Probleme, außer man schafft es die schon unterschiedlich gebrochenen Lichtstrahlen auf der Sensorseite entsprechend korrigiert zu fokussieren könnte man zumindest dieses Problem lösen, wie die Objektive dann aussehen wird aber auch interessant, einen gewissen Abstand von Linse zu Sensor muss man wahren, sonst schneidet das Bajonett einige der Randstrahlen ab.

Was man auch nicht vergessen sollte ist, dass die Forscher usw. bisher erstmal von Mikroskopen, Teilbereichen der Fotografie und Sensoren mit Flächen im Bereich von ein- höchstens zweistellingen mm^2 reden, von da zu Linsen mit 5 oder 10cm Durchmesser ist es bei solchen Feinstrukturen doch noch ein gewaltiges Stückchen, bei den Dimensionen der Strukturen und je nachdem wie die Fehlertoleranz ist könnte das ähnlich wie bei anderen lithographischen Verfahren sein.
 
Die zitierten Links sind doch alles von min. 2 Instanzen Pressetussis (die nicht die geringste Ahnung von der Sache haben) "weich" und "interessant" bis zur Unverständlichkeit verbogene Pressemitteilungen. Sowas kann niemand mehr verstehen, und Spekulationen auf einer solchen Basis sind ziemlich sinnlos.

Nehmen wir die 60 nm: natürlich ist die Trägerplatte nicht 60 nm dünn, sondern halt so dick, wie sie aus mechanischen Gründen sein sollen. Nur die Funktionsschicht ist 60 nm dünn.

Diffraktive Optik ist nicht neu, Nikon hat grade mal wieder ein Objektiv mit einer DO-Funktionsschicht rausgebracht (300/4), wo man sehen kann, welche neuen Probleme (!) die schafft. Die hier zitierten Links beziehen sich auf diffraktive Optik mit Metamaterialoberflächen statt konventionell geformter Oberflächen. Und dadurch wird nur CA korrigiert, keine anderen Linsenfehler.
 
Auch erinner ich an die flüssigen Objektive von Phillips, wozu ich 2005 eigenes exclusives Material erstellen konnte und u.a. auch in den Foren verfügbar machte.
Nur: so phänomenal der Ansatz flüssiger Linsen auch war & ist und sogar dazu taugt OHNE Feinmechanikaufwand ! bei geingen Kostenaufwand extreeem-Teles in ein Handy verbauen zu können... bis heute Fehlanzeige.
:confused:

Flüssige Linsen bedeutet doch nur, das man eine Flüssigkeit zwischen zwei sowieso existierenden Linsen einfüllen kann ?

Ich sehe nicht, wie dadurch eine einzige neue optische Oberfläche entsteht ? Extreme Zooms im Handy ? Kapier ich nicht. Hat jemand dazu eine gute Quelle ?
 
Die Technologie ist in der Tat relativ neu, und hat mit den DO (=Fresnel) Linsen wenig zu tun.

Funktionsprinzip ist die konstruktive Interferrenz von benachbarten Lichtwellen.
Ein verständliches Analogon ist z.B. die Spektrale Aufspaltung von Lichtfarben durch ein Prisma - oder ein 2D-Gitter.

Die Gitter-Funktion muss bei diesen Metastrukturen unterdrückt werden (spezielle Geometrie).
Das Hauptproblem ist das Design:
- Strahlenoptische Näherungen (Raytracing) funktioniert gar nicht.
- Numerisch effiziente Algorithmen greifen nur bedingt
- Numerisch exaktere Simulationen sind sehr rechenintensiv und fehleranfällig
- So eine 2D-Struktur kann die irrwitzigsten Interferrenzmuster erzeugen - die Kunst besteht darin nur eine "langweilige" Linsenfuktion zu erreichen.

Dass Objektive mehrere Linsengruppen benötigen liegt an der Korrektur optischer Fehler.
Apochromaten benötigen mindestens ein Triplet, Achromaten gehen schon mit einer Dublette.
Dann will man noch ein flaches Schärfefeld, Tele- oder Retrofokus-Bauweise, Zoom, Innen-Fokus, verwendung sphärischer Linsen, ...
und schon ist man bei den Linsenstapeln...

Prinzipiell ist dies sehr vielversprechend - zumal evtl. die Fertigungskosten niedriger sein könnten!
 
Die Technologie ist in der Tat relativ neu, und hat mit den DO (=Fresnel) Linsen wenig zu tun.

Funktionsprinzip ist die konstruktive Interferrenz von benachbarten Lichtwellen.
Ein verständliches Analogon ist z.B. die Spektrale Aufspaltung von Lichtfarben durch ein Prisma - oder ein 2D-Gitter.
Offenbar hast Du nicht verstanden, was "diffraktive Optik" (DO) ist. Eben dieses.

Anders ist hier lediglich die Realisierung der Phasenverschiebung durch nanostrukturierte Metamaterialien.
 
:confused:

Flüssige Linsen bedeutet doch nur, das man eine Flüssigkeit zwischen zwei sowieso existierenden Linsen einfüllen kann ?

Ich sehe nicht, wie dadurch eine einzige neue optische Oberfläche entsteht ? Extreme Zooms im Handy ? Kapier ich nicht. Hat jemand dazu eine gute Quelle ?
@nfsgame, @Dream5D
Ein Telekonverter besteht auch aus mehreren Linsen(-Gruppen).
Ja natürlich, aus Sachzwang heraus sind für einen TK natürlich mehrere Linsen (= Linsengruppe) notwendig!
Das ankommende Licht muss ja aufgestreut, neu gerichtet und dann auf einen anderem Fokuspunkt gebündelt und zentriert werden, damit NICHT der Bildwinkel der nachverarbeitenden Optik wiedergegeben wird, sondern eben ein um den Faktor x verlängerter Bildeindruck entsteht.

Das entscheidende dabei ist : ob nun eine oder gar mehrere verbaut wurden ist egal, denn diese sind fest.
Da wird nixx mehr innerhalb der Linsen bewegt!, die Bildwinkeländerung entspricht immer dem vorgegebenen Faktor (x 1,4 / 1,7 / 2.0 ...)
Und deshalb eignet sich der "neue Linsentyp" vom Prinzip her natürlich für alle bisherigen Anwendungen wo die Linsen-(gruppen) NICHT bewegt werden müssen.


@fewe
Wie soll das mit Flüssigkristallen gehen?, die sperren oder lassen durch oder richten aus... damit kann kein Zoom gebaut werden???
DMD´s bzw. Techniken um per Spiegel Pixel zuzuordnen kenn ich wiederum nur aus Beamern, wobei es um die effiziente Farbwiedergabe geht und die Trägheit des menschlichen Auges hilft das es auch praktikabel ist.
Ein Harvard-flat-Glas - Zoom mit DMD´s bauen ? hmmm.. kann mir gerade nicht vorstellen wie das funktionieren könnte, wär aber seehr daran interessiert


@DrZoom
Flüssige Objektive haben NIXX mit "zwischen Linsen einfüllen.." zu tun und bilden ihre optische Oberfläche im Gegensatz zum "neuen Linsentyp Harvard-flat-Glas" über das anlegen einer elektrischen Spannung, wodurch sich deren Oberflächenspannung und damit deren Form und Lichtbrechung ändert.
Im Gegensatz zu konventionellen optischen Einheiten deren "Funktion" fest als Körper vorgegeben ist, bildet sich durch die jeweilieg Spannung je nach "Bedarf" mal eine konkave oder konvexe Fläche aus, der Brechungsindex kann durchaus frei ! bestimmt werden, exact und unzählig perfekt widerholbar ohne Verschleiss !
Allein für diese Funktionalität benötigst du konventionell 3-4 Linsengruppen zzgl. weitrerem Aufwand wie Präzisions-Beweglichkeit ohne die weiteren Eigenschaften nur im Ansatz zu treffen.

Deshalb auch mein Bezug zur Harvard-flat, beide Lösungswege sind (theoretisch) ökonomisch im Vorteil zum bisher üblichen.


In unseren "konventionellen" Optiken werden die verschiedenen Formen optischer Glieder genutzt um Licht gezielt zu bündeln, zu streuen, zu sammeln, zu zentrieren ... . Für jeden Vorgang braucht es meist mehr wie nur eine Linse weshalb es "Linsengruppen" gibt weil: z.B. die "Laufzeiten" der Licht-Wellenlängen (die unser Auge als "rot, grün, blau" etc. interpretiert) bis zum auftreffen am Zentrierpunkt unterschiedlich lang sind, mit der Folge: Wenn ich als Objektiv Licht breche, sammel, bündel und dann wieder auf einen Focuspunkt zentrieren WILLL um meine erwünschte Abbildung zu erreichen... dann habe ich AUCH das Problem zu lösen, das die unterschiedlichen Wellenlängen nicht zeitgleich auf dem Sensor auftreffen würden!

.. weshalb eben mit optischen Elementen einzugreifen ist um das weitgehend DOCH zu erreichen.
Bei den "Bildfehlern" von denen (auch) hier im Thread die Rede ist geht es also nicht um Murks der von den Herstellern ausgeht, sondern um deren Kompetenz.. die komplexen Hürden der Physik in einem bestmöglichen Kompromiss zu bändigen.
Also hier durch Einsatz verschiedener optischer "Glieder" die z.B. die verschiedenen Laufzeiten (Wellenlängen) so innerhalb des Objektives aufstreuen, das diese am gewünschten Fokuspunkt "wieder gemeinsam" in einer Zeitachse "ankommen".
Kurz: Die Wellenlängen die "Brechungsbedingt früher" am Zentrierpunkt ankommen würden.. werden auf einen entsprechend längeren Weg "gestreut" (vereinfacht ausgedrückt).

Je besser das gelingt desto besser die Abbildungsqualität. Wobei die Laufzeiten stellvertretend für die Summe möglicher Einflüsse stehen, es gibt reichlich mehr davon und darauf einzugehen würde nicht nur voll OT gehen sondern auch den Rahmen sprengen.

Juutes Licht
Gerd
 
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