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Trends im Objektivbau: Dick und rund – na und?

Trends im Objektivbau: Warum nur sind Normalobjektive in den letzten Jahren so groß und schwer geworden? Das Zeiss Otus 1.4/55 mm, das Sigma Art 50mm F1,4 DG HSM und das Leica Summilux-SL 1:1,4/50 mm ASPH. spielen in der 1-Kilo-Klasse und messen 10 Zentimeter oder mehr. Muss das sein? Und was bestimmt überhaupt die Größe und das Gewicht eines Objektivs?

Zugegeben: Die genannten Objektive sind nicht nur groß und schwer, sie gewährleisten auch eine überragende Bildqualität mit einer Maßstäbe setzenden Schärfe. Aber damit ist die Frage noch nicht beantwortet. Das Leica Summilux-M 1:1,4/50 mm ASPH. beispielsweise wiegt 335 Gramm und ist 52,5 mm lang – ungefähr so lang wie seine Brennweite. Das neuere Apo-Summicron-M 1:2/50 mm ASPH. wiegt 300 Gramm und misst 47 mm. Dagegen bringt das unter den schwergewichtigen Normalobjektiven noch recht zierliche Sigma Art 50mm F1,4 DG HSM stolze 815 Gramm auf die Waage und ist 99 mm lang; die Objektive von Leica und Zeiss wiegen rund ein Kilo und sind noch deutlich länger. Dabei ist kein Bildstabilisator integriert und beim Zeiss Otus nicht einmal ein AF-Motor.

Trends im Objektivbau

Trends im Objektivbau: Das Zeiss Otus 1.4/55 mm ist vom Aufbau her ein Distagon, also eine Retrofokalkonstruktion, die bei dieser Brennweite eigentlich gar nicht nötig wäre. (Quelle: Zeiss)

Klassische Normalobjektive folgen meist dem Doppel-Gauß-Design mit sechs Linsen, teilweise erweitert durch „floating elements“ zur Optimierung der Bildqualität über den gesamten Fokusbereich, wodurch sich die Zahl der Linsen beispielsweise auf acht erhöht. Die erwähnten Objektive haben dagegen 11 (Leica), 12 (Zeiss) oder 13 (Sigma) Elemente. Bei Zeiss findet sich ein Hinweis auf den Hintergrund: „Anders als bei seinen Vorgängern mit ähnlicher Brennweite und Lichtstärke wurde bei diesem Objektiv mit normalem Bildwinkel zum ersten Mal der optische Aufbau des Distagon-Typs gewählt. Nur dieses optische Konzept mit seiner deutlich längeren Bauweise erlaubt es, schon bei sehr hoher Anfangsöffnung gleichmäßig gute Korrektion bis in die Bildecken und sehr geringe Bildfeldwölbung zu realisieren.“ Objektive in Distagon-Bauform sind Retrofokal-Konstruktionen, die man normalerweise nur im Weitwinkelbereich wählt: Wenn die Brennweite so kurz ist, dass ein Objektiv in den Spiegelkasten einer SLR ragen müsste, um auf Unendlich zu fokussieren, verlegt man den Brennpunkt weiter nach hinten – der Aufbau des Objektivs wird aufwendiger und es wird länger und schwerer, aber seine Hinterlinse hält den nötigen Abstand zum Rückschwingspiegel. Bei einem Normalobjektiv wäre das unnötig, aber man kann sich wie Zeiss dennoch für diese Bauweise entscheiden, um die Korrektur der Abbildungsfehler zu verbessern. Ähnliches gilt für die Objektive von Sigma und Leica.

Trends im Objektivbau

Trends im Objektivbau: Auch das Sigma Art 50mm F1,4 DG HSM hat einen komplexen Aufbau mit 13 Elementen. (Quelle: Sigma)

Während man naiverweise annehmen könnte, die Länge eines Objektivs wäre durch seine Brennweite bestimmt und sein Durchmesser durch die Lichtstärke, ist die Realität komplizierter. Echte Teleobjektive sind kürzer als ihre Brennweite und Retrofokal-Objektive länger, und beide Konstruktionen erfordern zusätzliche Linsen, wodurch die Objektive schwerer werden.

Auch mit dem Durchmesser eines Objektivs verhält es sich nicht so einfach. Aus dem Verhältnis von Brennweite zu Lichtstärke ergibt sich der Durchmesser der Eintrittspupille. Beim Zeiss Otus 1.4/50 mm beispielsweise ist das 50 mm / 1,4 = 36 mm. Es liegt auf der Hand, dass die Frontlinse nicht kleiner als die Eintrittspupille sein kann, aber wie viel größer muss sie sein? Bei manchen Teleobjektiven und Normalobjektiven ist die Frontlinse nur wenig größer; bei Weitwinkelobjektiven wird sie aber oft ein Vielfaches messen. Die Eintrittspupille (und das ist die Blendenöffnung, wie man sie beim Blick von vorne in das Objektiv sieht) ist ja die Öffnung, die das Licht passieren muss, wenn es hinten aus dem Objektiv austreten und auf den Sensor treffen soll. Wenn man schräg auf das Objektiv schaut und die Blendenöffnung nicht mehr sieht, dann ist klar, dass aus diesem Winkel einfallendes Licht zwar noch auf die Frontlinse treffen wird – es wird aber nicht die Blende passieren und auf der anderen Seite wieder austreten. Je größer der Bildwinkel eines Objektivs ist, desto größer muss die Frontlinse sein, damit auch aus extremeren Winkeln noch Licht durch die Blendenöffnung fällt.

Nun gibt es durchaus eine Alternative zur Vergrößerung der Frontlinse. Man kann das Objektiv auch so konstruieren, dass die Eintrittspupille sehr weit vorne liegt, also möglichst dicht unter der Frontlinse. Aus dieser Perspektive erfasst das Objektiv einen größeren Bildwinkel, selbst wenn der Durchmesser der Frontlinse klein ist. Generell ist es aber erstrebenswert, dass die Eintrittspupille tief im Objektiv liegt, also weit von der Frontlinse entfernt – dann nämlich ist die Verzeichnung am geringsten. Daraus folgt, dass eine geringe Verzeichnung eine große Frontlinse erfordert. Bei Fisheyes dagegen nimmt man eine Verzeichnung in Kauf und deren Eintrittspupille muss ohnehin nahe der Frontlinse liegen, damit das Objektiv Bildwinkel um 180° erfassen kann. Fisheyes sind deshalb meist deutlich kompakter als gewöhnliche Weitwinkel ähnlicher Brennweite.

Die Größe und das Gewicht eines Objektivs hängen also nicht nur von dessen Kenngrößen Brennweite und Lichtstärke ab, sondern auch von den Anforderungen, die man an die Bildqualität stellt. Eine kompromisslos hohe Bildqualität gibt es nicht, denn der letzte Schritt zu einer weiter verbesserten Korrektur der Abbildungsfehler erfordert eine aufwendigere Konstruktion, für die man Kompromisse bei Größe und Gewicht eingehen muss.

Michael J. Hußmann

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