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Asphärische Linsen

Altglas-Report

In Objektiven kommen hauptsächlich sphärische Linsen zum Einsatz. Sie lassen sich vergleichsweise einfach berechnen und herstellen. Die kugelförmige Krümmung ihrer Oberflächen kann auf der Vorder- und Rückseite unterschiedlich ausfallen. Durch die Variation der Form und die Verwendung verschiedener Glassorten lassen sich die optischen Eigenschaften gestalten. Bessere Korrekturmöglichkeiten bieten einzelne, asphärisch geformte Linsen.

Lichtstrahlen am Rand einer Linse werden anders gebrochen als mittig verlaufende Strahlen und treffen nicht am selben Punkt zusammen. Bildteile aus der Mitte und vom Rand überlagern sich und erzeugen Unschärfe. Dieser Abbildungsfehler heißt sphärische Aberration. Große Linsen sind dafür anfälliger und erfordern mehr Korrekturaufwand. Eine der ältesten Korrekturmöglichkeiten ist der Achromat, die Kombination aus zwei unterschiedlich geformten Linsen.

Asphärische Linsen eignen sich besonders gut zur Korrektur von Abbildungsfehlern, die bei offener Blende auftreten. Ihre Form weicht mindestens auf einer Fläche von der kugelförmigen Krümmung üblicher Linsen ab. Doch die Berechnung ist komplex und die Herstellung schwierig. Sie erfolgte zunächst von Hand in einem zeitaufwendigen Schleif- und Polierprozess, bei dem auch viel Ausschuss entstand.

Asphärische Linse
Die von der Kugelform (rot) abweichende asphärische Linsenform ist hier übertrieben illustriert. In der Realität ist die Form mit bloßem Auge nicht erkennbar.

Die Berechnung erleichterten Computer, sie ermöglichten auch die Simulation von Variationen und eine rechnerische Annäherung ans Optimum. Seit den 1970er Jahren bietet das sogenannte Blankpressen die Herstellung präziser Linsen und CNC-Maschinen automatisieren die Bearbeitung. Gleitsichtgläser, die in Brillen für einen nahtlosen Übergang zwischen Nah- und Fernsicht sorgen, sind eine der bekanntesten Anwendungen für asphärisch geformte Linsen im Alltag. Trotz dieser Fortschritte bleibt Messtechnik von zentraler Bedeutung. Präzisionsgeräte prüfen die Einhaltung von Toleranzen, eine Abweichung von 0,02 Mikrometer gilt als Ausschuss. Eine entscheidende Rolle im Objektivbau spielt die Montage der Linsen und die abschließende Prüfung des Produkts.

Leitz setzte im von 1966 bis 1975 gefertigten Noctilux 50/1.2 zwei asphärische Linsen ein. Erwin Puts, anerkannter Leica-Kenner, schätzte die Produktion auf 1500 Stück, was das Leica-M-Objektiv zu einem begehrten Sammlerstück macht. Gebrauchte Exemplare kosten um 7.000 Euro. Für extrem seltene, unbenutzte Stücke einer limitierten Neuauflage werden knapp 100.000 Euro gefordert. Die Story ums Objektiv kann man sich hier auf der Zunge zergehen lassen. 1971 kam das Canon FD 55/1.2 AL auf den Markt, das erste Objektiv mit einer maschinell hergestellten asphärischen Linse.

Onion-Ring-Bokeh

Objektive mit maschinell gepressten asphärischen Linsen erzeugen in Spitzlichtern im Bokeh mitunter konzentrische Kreise, die an das Muster einer aufgeschnittenen Zwiebel erinnern – was die Bezeichnung Onion-Ring-Bokeh auf den Punkt bringt. Sichtbar werden hier feinste Spuren von auf Präzisionsdrehbänken produzierten Pressformen. Über ein von Panasonic verbessertes Verfahren berichtet Imaging-Resource.


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Bernd Kieckhöfel

Bernd Kieckhöfel hat einige Jahre für eine lokale Zeitung gearbeitet und eine Reihe von Fachartikeln zur Mitarbeiterführung veröffentlicht. Seit 2014 schreibt er für Fotoespresso, DOCMA, FotoMagazin sowie c't Digitale Fotografie.

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