Linsensysteme

Linsensysteme

Linsensysteme sind Anordnungen von Linsen, die insgesamt wie eine Sammellinse oder eine Zerstreuungslinse wirken. Die Objektive und Okulare optischer Geräte sind durchweg Linsensysteme. Sie werden vor allem deshalb verwendet, weil bei dickeren Linsen nur durch Linsensysteme die verschiedenen Arten von Abbildungsfehlern minimiert werden können. Darüber hinaus ist es möglich, Linsensysteme mit veränderlicher Brennweite (Zoomobjektive) zu konstruieren.

Die Objektive moderne Fotoapparate bestehen aus komplizierten Linsensystemen.

Die Objektive moderne Fotoapparate bestehen aus komplizierten Linsensystemen.

Einfache Linsensysteme

Eines der einfachsten Linsensysteme wurde schon im 18. Jahrhundert von dem Engländer JOHN DOLLOND (1706-1761) erfunden. Anlass für die Suche nach besseren Objektiven waren die Farbsäume , die man erhielt, wenn man z.B. Sterne mit einem einfachen astronomischen Fernrohr beobachtete. Dieser Abbildungsfehler bei Linsen wird als chromatische Aberration (farbliche Abweichung) bezeichnet. Er kommt zustande, weil Licht unterschiedlicher Farbe durch eine Linse verschieden stark gebrochen wird (Bild 2a und 2b).
Durch Zusammenfügen einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse aus Gläsern mit unterschiedlicher Brechzahl erreicht man, dass rotes und blaues Licht in gleicher Weise gebrochen wird. Ein solches Linsensystem, bei dem keine Farbsäume auftreten, bezeichnet man als Achromat.

Fügt man eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse aus unterschiedlichen Glassorten zusammen, so ergibt sich für rotes und blaues Licht der gleiche Brennpunkt. Die chromatische Aberration ist somit aufgehoben. Bei den Bildern treten keine Farbsäume auf.

Fügt man eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse aus unterschiedlichen Glassorten zusammen, so ergibt sich für rotes und blaues Licht der gleiche Brennpunkt. Die chromatische Aberration ist somit aufgehoben. Bei den Bildern treten keine Farbsäume auf.

Komplizierte Linsensysteme

Moderne Linsensysteme bestehen zumeist nicht nur aus zwei Linsen, sondern aus einem ganzen System von Linsen.

Ein Linsensystem hat wie eine Einzellinse eine bestimmte Brennweite, die durch die Form und die Anordnung der einzelnen Linsen des Linsensystems bestimmt ist. So werden z.B. bei Kleinbildkameras mit Film Standardobjektive mit einer Brennweite von 45 mm - 50 mm verwendet. Die Abbildung, die man damit erzielt, ähnelt dem Bild beim menschlichen Auge. Bei Digitalkameras ist diese Brennweite geringer und liegt bei etwa 12 mm.

Eine veränderbare Brennweite erreicht man bei einem Objektiv durch Verschieben einer Gruppe von Linsen gegenüber den anderen Linsen des Systems. Solche Objektive veränderbarer Brennweite bezeichnet man als Zoomobjektive oder auch als Varioobjektive. Man findet sie heute bei vielen Fotoapparaten.

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