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6. 1. 2. Linsen und Linsensysteme


Ob Linsen aus Glas oder höherwertigen Plastwerkstoffen hergestellt sind, ist zunächst unerheblich.

Grundsätzlich werden sie lediglich folgende Formen haben können:

bikonvex plankonvex konvexkonkav bikonkav plankonkav konvexkonkav
bikonvex plankonvex konvexkonkav bikonkav plankonkav konvexkonkav

Die Bezeichnungen der beiden Grundwölbungen von Linsen wird man nie mehr vergessen, wenn man das E aus konvex mit Berg und das A aus konkav mit Tal assoziiert.



Die physikalisch wichtigen Größen, die charakteristisch für Linsen sind, werden hier an der Bikonvexlinse gezeigt:

Linse.

(Der mit z' bezeichnete Auszug wird in Kapitel 7. 1. Auszugsverlängerung näher behandelt.)


Selbst bei gleichen Formen ist die Brechungscharakteristik der Linsen durch Wahl des Materials variabel, weil damit die Brechzahl bestimmt wird.

Medienübergang Brechung Brechzahl Dispersion1)
Luft / optisches Flintglas stark 1,6 ... 1,9 stark
Luft / optisches Kronglas schwach 1,5 ... 1,6 gering


Befindet sich die Linse genau zwischen Aufnahmeobjekt und Bildebene, ergibt sich ein Abbildungsmaßstab (siehe Kapitel 7. 1. "Auszugsverlängerung") von 1, das heißt, Objekt und Bild haben die gleiche Größe.

Je näher die Linse bei gleichem Abstand zwischen Objekt und Bildebene zur Bildebene bewegt wird, desto kleiner wird das Objekt abgebildet.

Je weiter die Linse bei gleichem Abstand zwischen Objekt und Bildebene von der Bildebene entfernt wird, desto größer wird das Objekt abgebildet.


Ein Objektiv besteht aus mindestens zwei Linsen.

Typische Linsenanordnungen klassischer Bauarten sind nachfolgend abgebildet:

Richtung. Meniskus. Periskop. Richtung.
Meniskus
Diese Linse geht auf die Ursprünge der Fotografie zurück.
Abhängig vom Krümmungsradius
unterscheidet man positive, negative und konzentrische Menisken.
Periskop
Diese Kombination aus zwei nicht miteinander verbundenen Menisken wurde bereits in den Anfängen der Fotografie entwickelt. Der symmetrische Aufbau reduziert Abbildungsfehler wie Verzeichnung (siehe 6. 7. 1. 5.) und Koma (siehe 6. 7. 1. 3.).
   
Achromat. Aplanat.
Achromat
Dieses System ist aufgebaut aus einer Sammellinse, die meist aus Kronglas, und einer Zerstreuungslinse, die meist aus Flintglas besteht. Durch diese Kombination ist es möglich, die chromatische Aberration (siehe 6. 7. 2.) für mindestens zwei Wellenlängen, überwiegend die des roten und blauen Lichtes, auch als das primäre Spektrum bezeichnet, aufzuheben sowie die Koma zu korrigieren.
Ein Apochromat2) besteht teilweise auch aus zwei, der klassische Apochromat aus drei Linsen, die in der Geometrie und Materialwahl genügend Spielraum lassen, chromatische Aberrationen (siehe 6. 7. 2.) zu korrigieren. Wenn obendrein die monochromatische Aberrationen (siehe 6. 7. 1.) kompensiert werden, nennt man es planachromatisches Objektiv.
Aplanat
Diese Linsenkombination besteht aus zwei Achromaten und korrigiert die sphärische Aberration (siehe 6. 7. 1. 1.) sowie die Koma (siehe 6. 7. 1. 3.).
   
Triplet. Tessar.
Anastigmat (Triplet)
Die Bezeichnung Triplet weist auf ein dreilinsiges System hin und wurde in den 1890er Jahren vorgestellt.
Das Objektiv korrigiert die chromatische Aberration (siehe Kapitel 6. 7. 2.) für zwei Wellenlängen sowie den Astigmatismus (siehe Kapitel 6. 7. 1. 2. "Astigmatismus schiefer Bündel").
Anastigmat (Zeiss Tessar)
Das Tessar wurde auf Basis des Triplet Anfang der 1900er Jahre von Carl Zeiss Jena entwickelt und durch seine bis dahin unerreichte Schärfeleistung bekannt.
Es zeigt nur geringe sphärische (siehe Kapitel 6. 7. 1. 1.) sowie chromatische Aberrationen (siehe Kapitel 6. 7. 2.).
Anastigmate sind optische Linsensysteme, die den Astigmatismus (siehe Kapitel 6. 7. 1. 2. "Astigmatismus schiefer Bündel") kompensieren.
Pancolor. Flektogon.
Anastigmat (Zeiss Pancolar 1,8/50)
Das Pancolar wurde im VEB Carl Zeiss Jena hergestellt und basiert auf der Konstruktion des Planars.
Aus der geringen Bildfeldwölbung des Planars wird der Name hergeleitet. Die Entwicklung geht auf das Gaußschen Doppelobjektiv zurück und korrigiert die sphärische Aberration (siehe Kapitel 6. 7. 1. 1.), die chromatische Aberration (siehe Kapitel 6. 7. 2.) sowie den Astigmatismus (siehe Kapitel 6. 7. 1. 2. "Astigmatismus schiefer Bündel").
Anastigmat (Zeiss Flektogon 4/20)
Das Flektogon wurde im VEB Carl Zeiss Jena hergestellt und gilt mit seiner kurzen Brennweite und verlängerten Schnittweite als erstes Superweitwinkelobjektiv für Spiegelreflexkameras.
Es wurde ständig weiterentwickelt und von anderen Herstellern nachgebaut.


Hauptcharakteristik eines Objektivs ist die Brennweite.

Der Vergrößerungsquotient β ergibt sich bei einer bestimmten Brennweite f unter Einbeziehung der Bilddiagonale e (siehe Kapitel 2. 1. 1. "Bildformat") nach folgender Gleichung:

β =  f
e

Den Vergrößerungsquotienten eines Objektivs bezogen auf die Normalbrennweite (siehe Kapitel 6. 2. 1. "Normalobjektiv") erhält man bei Division der betreffenden Brennweite durch die Normalbrennweite (siehe Kapitel 6. 2. 1. "Normalobjektiv").



1) dispergere: Lateinisch für ausbreiten oder zerstreuen
2) apo: από Griechisch auch für weg- oder ent- und chroma: χρώμα Griechisch für Farbe; also apochromatisch: frei übersetzt also als entfärbt

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