Fotografische Grundlagen #5

[Syncron]

In dem letzten Artikel wurden einige Abbildungsfehler behandelt, welche durch teils schlechte Qualität der Linsen oder Fehlstellungen einiger Linsenkombinationen ausgelöst werden. Heute beschäftigen wir uns nahtlos weiter mit diesem Thema.

Heute: Das Objektiv #5
Um das Wissen zu vertiefen sehen wir uns die verschiedenen Arten der Linse an. Grundsätzlich wird zwischen einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse unterschieden:

(Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Linsenarten.png )

Eine Sammellinse konzentriert das Licht, während eine Zerstreuungslinse das einfallende Licht divergent aus dem Zentrum des Brennpunkt hinweg leitet. Dank dieser zwei Linseneigenschaften lässt sich das Licht gezielt steuern. Mit der richtigen Linsenkombination erzielen wir eine größere Brennweite und eine gewisse Qualität. Bei billigen Objekten werden nicht korrigierte Linsen verbaut, welche zu den Abbildungsfehlern führt. Man sollte nicht am Objektiv sparen, denn kostenintensivere Objektive verwenden nicht nur eine bessere Verarbeitung, sondern auch verbesserte Linsen.

Abschließend sehen wir uns einigen Linsensysteme an:


Achromat

(Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Achromat_de.svg )

Dank dem Achromat wird die (mit achsfernen Strahlen) chromatische Aberration behoben. Die Funktionsweise ist einfach zu erklären, unterstützend hierbei ist diese Abbildung. Parallele Lichtstrahlen treffen auf die Linsen und werden ähnlich wie bei einem Prisma, in ihre einzelne Farbsegmente (Wellenlängen) zerlegt (Rot, Grün, Blau). Der Brechungsgrad des Flintglas bewirkt, dass zwei der drei Wellenlängen einen Schnittpunkt bilden (hier Rot und Blau). Damit würde man der chromatischen Aberration entgegenwirken und das Bild korrigieren.


Pankratisches System

Fast alle Kompaktkameras bedienen sich pankratischer Systeme. Dabei handelt es sich um bewegliche Linsen, welche sich in dem Objektiv ansteuern und bewegen lassen. So ist es möglich ein Objektiv mit verschiedenen Brennweiten zu bauen, da sich der Brennpunkt je nach Linsen-Stellung verändert. Ein anderer Name für das pankratisches System ist "Zoom" oder "Vario-Objektiv".


Triplet

(Dieses Bild basiert auf dem Bild Triplet-Schnittzeichnung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Der Urheber des Bildes ist Lumenpack )


Das Triplet war früher eine sehr beliebte Linsenkombination, weil sie lange Brennweiten und relative gute Bildqualität lieferte.Triplets wurden häufig in Kompakt-Sucherkameras verwendet. Weiterentwicklung der Triplets waren Triotar und Tessear.

Die Thematik der Objektive ist unmittelbar mit dem Verständnis des Lichts verbunden und fordert Kenntnisse in der geometrischen Optik und teils auch in der Wellenoptik. Ich hoffe meine Artikel haben den nötigen Anreiz gegeben sich weiter mit den Objektiven zu beschäftigen und falls notwendig, dass Wissen um das fototechnische Medium Objektiv + Licht zu vergrößern. Sicherlich sind nicht alle Aspekte der Objektive beleuchtet wurden, doch der letzte Schritt zum Verständnis kann nur im Fleiß aus eigener Kraft Fototechnik zu erlernen enden. Diese Artikel-Serie verlässt das "Objektiv" und wendet sich nächstes mal einen neuem Gebiet der fotografischen Grundlagen zu.

 

[gloob]

Sehr schön zu lesen wie immer. Vielen Dank

 

[Smooky]

Hallo

Super Erklärung, so kann man es am besten lernen. Vielen Dank

PS: würde ja gerne was aus dem Bereich Videotechnik (so wie Syncron) zum Apfeltalk forum beitragen, bin aber leider kein Apfeltalk-Redakteur. Ich weiss nicht, gibt es da schon jemanden, der Themen über Videotechnik schreibt?

 

[Syncron]

Hallo

Super Erklärung, so kann man es am besten lernen. Vielen Dank

PS: würde ja gerne was aus dem Bereich Videotechnik (so wie Syncron) zum Apfeltalk forum beitragen, bin aber leider kein Apfeltalk-Redakteur. Ich weiss nicht, gibt es da schon jemanden, der Themen über Videotechnik schreibt?

Du hast mehrere Möglichkeiten:

-Du schreibst als Apfeltalk-User einen Beitrag auf der Startseite. Dieser wird geprüft von den Moderatoren (eventuell der Redaktion) und wenn er unseren Kriterien entspricht, wird dieser auf der Startseite gepostet.

-Du kannst mit mir zusammenarbeiten und deinen Beitrag mir senden. Ich, als Redakteur im Video-Bereich, werde ihn veröffentlichen, weise aber selbstverständlich auf deinen Namen hin.

-Du kannst ZENcom eine PN schicken und erfragen ob eine zeitlich begrenzte Mitarbeit in der Redaktion möglich wäre.

Ich persönlich empfehle dir ersteres, weil es unkomplizierter und schneller gehen wird.

PS: Ich bin für den Bereich Video ebenfalls zuständig, werde aber zunächst den Schwerpunkt in der Fotografie setzen. Zudem wird die Serie "Fotografische Grundlagen" noch einige Zeit die Startseite zieren. Ich denke die Fotografie zuerst zu erklären ist vorteilhafter als mit den "bewegten Bild" anzufangen.
Allerdings habe ich auch nichts dagegen, wenn du dich für den Bereich "Video" in der Redaktion bewerben würdest. Zwei Köpfe sind besser als einer, stimmt's .
Wende dich bitte an Moderator/Chefredakteur ZENcom um genauere Informationen zu erfahren.

 

[Blixten]

Danke für die Zusammenfassung auch diese Woche wieder. Einige Anmerkungen hätte ich noch:

Dank dem Achromat wird die (mit achsfernen Strahlen) chromatische Aberration behoben.

Leider nicht
Die chromatische Aberation liegt darin begründet, dass der Brechungsindex eines Materials von der Wellenlänge des Lichts abhängig ist.
Rotes Licht passiert also z.B. eine Linse mit dem Brechungsindex 1.32, während blaues dieselbe Linse mit 1.35 passiert. Deshalb werden rote und blaue Strahlen unterschiedlich gebrochen, egal ob sie die Linse achsnah oder achsfern passieren (achsfern ist der Effekt natürlich grösser, weil das Licht dort stärker gebrochen wird).

Was die von dir gezeigte Kombination von Linsen (die übrigens keineswegs aus Kronglas und Flintglas bestehen müssen, sie müssen nur unterschiedliche Brechungsindices haben) tut, ist, dass sie z.B. das blaue Licht, das von der Sammellinse stärker gebeugt wurde, nun stärker streut, so dass es mit dem schwächer gestreuten roten Licht am Brennpunkt wieder zusammenfällt.
Normalerweise berechnet man das für rot und bau, da diese Farben im Wellenlängenspektrum am weitesten auseinander liegen.
Alles andere bleibt aber unkorrigiert, wie z.B. der grüne Strahl in der Abbildung. Wenn man für mehr als zwei Wellenlängen korrigieren will, muss man mehr Linsen einbauen (ein Grund, warum Objektive so viele Linsen aus so vielen Materialien haben), viel rechnen und viel Geld ausgeben.

Das Problem mit den achsfernen Strahlen nennt sich übrigens sphärische Aberation und liegt daran, dass die Kugelform zwar die einfachst herzustellende aber nicht die optimale Linsenform ist (deswegen verwendet man z.B. auch Parabol- anstelle von Kugelspiegeln).
Wenn man das korrigieren will muss man noch mehr rechnen und sündhaft teure, nicht kugelförmige Linsen schleifen; oder abblenden.