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Abbildungsfehler

Inhaltsverzeichnis

Der ffnungsfehler (sphrische Aberration)

Der ffnungsfehler, auch "Kugelgestaltsfehler" oder "sphrische Aberration" genannt, entsteht durch die Krmmung der Linsen in einem Objektiv. Stellt man sich ein Objektiv vereinfacht nur als eine Sammellinse vor, die parallel eintreffende Lichstrahlen in einem Punkt bndeln soll, dann fllt auf, dass die auen liegenden Lichtstrahlen vor den achsennahen Lichtstrahlen zum Schnitt kommen und somit zu einer Unschrfe fhren. Ursache hierfr ist die unterschiedliche Brechung der Strahlen in der Linse, die ber ihre gekrmmte Flche unterschiedliche Brechungseigenschaften hat. Der ffnungsfehler lsst sich relativ einfach korrigieren, indem in Objektiven Sammel- und Streulinsen kombiniert werden. Damit kann dieser Fehler zumindest z.T. korrigiert werden. Eine nahezu vollstndige Korrektur kann nur mit "asphrischen" Linsen erreicht werden, also Linsen, die keine kugelgestaltsfrmige Oberflche haben. Die Sphrische Aberration ist einer der Grnde, warum lichtstarke, also hochgeffnete, Objektive komplizierter zu berechnen und daher meist grer und teurer sind. Dies leuchtet ein, wenn man bedenkt, dass der Brechungsindex sich mit zunehmender Linsengre strker ndert.

Fehlendes Bild
Oeffnungsfehler.jpg
Linsen

Die chromatische Aberration (CA)

hnlich wie bei der "sphrischen Aberration" spielt auch bei der chromatischen Aberration (auch Farbortsfehler genannt) die Brechnung des Lichtes die entscheidende Rolle. Hier geht es jedoch nicht um unterschiedliche Brechungsindizes aufgrund der Krmmung der Linse, sondern um die unterschiedliche Brechung der einzelnen Spektralanteile des Lichtes. Bekannt aus der Schulphysik ist sicher der Versuch mit einem Prisma, der das Licht in seine Spektralfarben zerlegen kann, der Wellellnge nach von Blau ber Grn, Gelb bis Rot. Die unterschiedlich starke Brechung der einzelnen Spektralanteile bringt nun bei Linsen ein hnliches Problem wie bei der sphrischen Abberation: Teile des Lichtes schneiden sich in unterschiedlichen Brennpunkten, da die Linse streng genommen fr jede Wellenlnge eine unterschiedliche Brennweite besitzt. Diesmal sind es daher nicht die Randstrahlen, sondern tatschlich einzelne Lichtfarben die Ursache. Dadurch entsteht eine gewisse Unschrfe, die im Extrem (man schaue nur mal durch ganz schlechte Fernrohre) hin zu deutlich sichtbaren Farbsumen an Kanten fhren kann.

CA1.jpg

Die Koma

(lat.: Coma; Haar, Schweif) aber auch Asymmetriefehler

Lichtstrahlen, die von einem Objektpunkt auerhalb der optischen Achse kommen. Also als parallele Strahlenbndel schrg zur optischen Achse, auf die Linse treffen, haben keinen eindeutigen Brennpunkt. Da durch den schrgen Eintritt des Strahlenbndels die Achsfernen Parallelstrahlen strker gebrochen werden als achsennahe Parallelstrahlen. Es entsteht ein Bildpunkt mit zum Rand der Optik gerichtetem Schweif, der dem Phnomen den Namen gibt. Der Kometenschweif ist dabei immer vom Bildmittelpunkt weg ausgerichtet und fllt insbesondere zum Bildrand auf, da hier der Abstand zur Bildmitte am grten ist. In der Bildmitte selbst ist von der Koma nichts zu merken.

Die Koma kann sowohl bei Linsen als auch bei Spiegeloptiken auftreten.

Bei der Korrektur spielt die Lage der Blende eine wesentliche Rolle, eine vollstndige Korrektur ist bei einem vllig symmetrischen Objektivaufbau mit mittiger Blende mglich. Durch Abblenden der Randstrahlen kann die Erscheinung auch gemindert werden.

Auch heute ist die Koma noch teilweise festzustellen. Bei Motiven mit starken Kontrasten und offener Blende kann dieser Abbildungsfehler beobachtet werden. Zum Testen empfiehlt sich z. B. der Sternenhimmel.

Der Astigmatismus

Der Astigmatismus oder auch Punktlosigkeit - Astigma bedeutet soviel wie ohne Punkt


Wenn bei einem schrg zur Achse einfallenden Strahlenbndel die Strahlen in der Meridionalebene (senkrechten Ebene) eine andere Schnittweite haben als die Strahlen in der Sagittalebene (wagerechten Ebene). Knnen sich die Strahlen nicht in einem Punkt vereinigen.

Es entstehen zwei verschiedene Bildschalen, die verschieden stark gewlbt sind. Auf der einen Bildschale werden die Punkte als radiale und auf der anderen als tangentiale Striche abgebildet.

Treffen Lichtstrahlen eines Objektes in der Nhe des Randes der normal sphrischen Linse auf, ergeben sich zwangslufig zwei unterschiedlich groe Radien. Dieses achsenparallele Lichtbndel verluft nicht mehr durch einen einzigen Brennpunkt. Die unterschiedlichen Krmmungsradien entsprechen zwei verschiedenen Brennweiten je nach dem, ob man die parallel einfallende Strahlen in der Horizontal oder Vertikalebene betrachtet.

Der Fehler ussert sich in Schrfeabfall zum Bildrand hin, Abblenden bringt Verbesserung. Im Objektivbau kann man den Astigmatismus durch Verwendung von mehrerer Linsen mit unterschiedlichen Linsenformen stark reduzieren.

Die meisten modernen Objektive sind Anastigmate, das heisst, sie korrigieren diesen Abbildungsfehler. Anastigmat nennt man ein Objektiv, bei dem der Astigmatismus (weitgehend) korrigiert ist. Die Bezeichnung hat nur noch historische Bedeutung, da diese Korektur bei modernen Objektiven der Fall sein sollte.

Die Verzeichnung

auch Distorsion genannt

Bei der Distorsion werden gerade Linien am Rande des Bildfeldes gekrmmt wiedergegeben, wenn die Blende einseitig zur Linse angebracht ist.


1. Befindet sich die Blende v(o)r der Linse, erhlt mann eine t(o)nnenfrmige Verzeichnung.

Die Ecken des Bildes werden nach innen gezogen.


2. Befindet sich die Blende h(i)nter der Linse, erhlt man eine k(i)ssenfrmige Verzeichnung.

Die Ecken des Bildes werden nach auen gebogen.

Die Vignettierung

Vignettierungen sind Abschattungen des Bildes die durch ringfrmige Abschattungen des Strahlenganges hervorgerufen werden.

optische Vignettierung

Die optische Vignettierung hat ihre Ursache darin, dass das Licht durch mehrere ffnungen hindurchtreten muss, um die Filmebene zu erreichen.

Bei 'schiefem' Blick durch die Austrittslinse oder die Blende ist ab einem bestimmten Abstand von der Optischen Achse die Eintrittslinse nur noch teilweise, spter berhaupt nicht mehr sichtbar. Die Animation verdeutlicht die Zusammenhnge:

Vignettierung durch die Blende
vergrern
Vignettierung durch die Blende

Abblenden verringert die Vignettierung:

Abblenden verringert die Vignettierung
vergrern
Abblenden verringert die Vignettierung

mechanische Vignettierung

die mechanische Vignettierung ist in der Regel unbeabsichtigt und wird z.B. durch zu kleine Streulichtblenden oder die Fassungen Filtern die auf das Objektiv montiert wurden, hervorgerufen.

Pixel-Vignettierung

Pixel-Vignettierung betrifft ausschliesslich digitale Aufnahmemedien. Die Ursache ist, dass schrg auftreffende Strahlen die Lichtempfindlichen Sensoren nicht mehr vollstndig ausleuchten knnen, da diese konstruktionsbedingt nicht auf der Sensoroberflche sondern in winzigen Vertiefungen angebracht sind. Die Rnder dieser Vertiefungen schatten die Lichtempfindliche Sensorflche bei flachem Lichteinfall ab - etwa so wie die Sonnenstrahlen am Abend die Tler nicht mehr erreichen knnen.

Das Streulicht


Weblinks


  Letzte nderung: 08:47, 28. Jan 2014 von LtSophie . Basiert auf dem Text von BR57 und schneckenturm und anderen. - Aufrufe: 49699
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