fotografische Objektive: Linsen bürgen für Qualität

fotografische Objektive: Linsen bürgen für Qualität

 

Für die Abbildungsqualität bei der Bildaufnahme ist vor allem das Linsensystem der Kamera, das Kameraobjektiv, verantwortlich.

 

 Wirkprinzip von Objektiven

 

Im einfachsten Fall besteht ein fortografisches Objektiv aus einer einzigen Linse, die das Motiv auf dem Film spiegelverkehrt abbildet. Von jedem Punkt des abzubildenden Gegenstandes werden Lichtstrahlen in verschiedene Richtungen abgestrahlt. Die Strahlen erreichen die Linse überall auf ihrer Oberfläche. Beim Durchgang durch die Linse werden sie abhängig von ihrem Einfallswinkel unterschiedlich stark abgelenkt (gebrochen). In einem bestimmten Abstand hinter der Linse treffen alle von einem Punkt ausgehenden Lichtstrahlen wieder in einem Punkt zusammen, und es entsteht ein scharfes Bild des Aufnahmegegenstandes. An diese Stelle wird das Aufnahmemedium (Film) platziert. Die Größe des Bildes und der Abstand hinter der Linse, an der das scharfe Bild erscheint (die Bildweite), wird durch die Brechkraft der Linse bestimmt. Die Brechkraft kann ermittelt werden, indem man parallele Lichtstrahlen (z.B. Sonnenstrahlen) auf die Linse scheinen lässt. Der Abstand hinter der Linse, in der sich die Lichtstrahlen in einem Punkt vereinigen, heißt Brennweite. Linsen mit hoher Brechkraft haben eine kurze Brennweite.

 

 Mehrlinsige Objektive

 

In der Praxis werden keine einlinsigen Objektive verwendet, da eine einzelne Linse Gegenstände nur ungenau abbilden kann. Es treten Verzeichnungen oder Farbfehler auf, z.B. dadurch, dass Licht größerer Wellenlänge (rot) weniger stark gebrochen wird als kurzwelliges Licht (blau). Erst durch Kombination mehrerer Linsen aus verschiedenen Glassorten mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, durch Variation der Krümmungsradien, der Linsendicken und der Luftabstände erhält man Objektive, die weitgehend fehlerfreie Abbildungen erzeugen und sich somit annähernd wie ideale Linsen verhalten.

 

 Objektivbrennweiten

 

Objektive mit kurzer Brennweite bilden Gegenstände relativ klein ab und können daher auf einem vorgegebenen Bildformat einen großen Bildausschnitt darstellen. Man spricht bei solchen Objektiven von Weitwinkelobjektiven. Objektive mit großer Brennweite, Teleobjektive, bilden dagegen nur einen kleinen Bereich der Umwelt ab, diesen aber vergrößert. Objektive mittlerer Brennweite, die Gegenstände ungefähr mit der gleichen Vergrößerung wie das menschliche Auge abbilden, bezeichnet man als Normalobjektive. Bei den Zoomobjektiven kann die Brennweite durch Verschieben von Linsen innerhalb des Objektivs verändert werden.

 

 Lichtstärke und Blende

 

Neben der Brennweite werden Objektive nach ihrer Lichtstärke unterschieden. Die Lichtstärke wird durch eine Zahl angegeben, die den Querschnitt des Objektivs zu der Brennweite in Verhältnis setzt. Bei einem Objektiv mit einer Brennweite von 50 mm und einem Querschnitt von 35 mm ergibt sich eine Lichtstärke von 35 : 50 = 1 : 1,4. Mit einem solchen Objektiv kann bei weniger Licht fotografiert werden als beispielsweise mit einem Objektiv gleicher Brennweite mit der Lichtstärke 1 : 2,0, das also nur Licht durch einen Querschnitt von 25 mm lässt. In der Praxis wird aber meistens nur ein Teil des möglichen Querschnitts für den Lichtdurchgang ausgenutzt. Mit einer Irisblende im Objektiv, einer in der Größe verstellbaren Lichtöffnung, lässt sich der Strahlengang durch das Objektiv verengen und auf die mittleren Bereiche des Objektivs reduzieren. Dadurch wird die Abbildungsqualität verbessert. Gleichzeitig begrenzt die Blende die Lichtmenge, die auf den Film trifft, wodurch die Belichtung der Filmempfindlichkeit angepasst werden kann. Meistens wird die Blende in festgelegten Stufen verstellt. Bei jeder Stufe wird der Querschnitt um den Faktor 1,41 vergrößert oder verkleinert (Blende 2; 2,8; 4; 5,6; 8 usw.), was eine Verdoppelung oder Halbierung der Öffnungsfläche und damit der Lichtmenge bedeutet. Die Blende wird entweder durch einen Einstellring am Objektiv von Hand oder durch einen Elektromotor verstellt.

 

 Entfernungseinstellung und Fokussierung

 

Objektive können nur Gegenstände scharf abbilden, die sich in bestimmter Entfernung befinden. Durch Anpassung der Bildweite lassen sich Objektive auf unterschiedlich weit entfernte Gegenstände ausrichten (fokussieren). Dazu wird das Linsensystem entweder manuell mit einem Einstellring oder durch einen Elektromotor vor- oder zurückgeschoben. Theoretisch kann bei gegebener Bildweite jeweils nur ein ganz bestimmter Entfernungsbereich scharf eingestellt werden. In der Praxis lassen sich aber vor allem mit einem abgeblendeten Objektiv kurzer Brennweite auch unterschiedlich weit entfernte Gegenstände scharf abbilden (Tiefenschärfe).