Zitat: „Ich lese immer leicht amüsiert von Bildebnungslinsen. Bei einem 5-linsigen Okular mit ausschließlich sphärischen Flächen hat man genug Freiheitsgrade, um ein hinreichend ebenes Bild zu erzielen, es braucht also keine Bildebnungslinsen.“
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Ich verstehe nicht, warum Sie von „Bildfeldebnungslinsen“ amüsiert (= vergnügt, belustigt“) werden. Ich verstehe Ihre Aussage so, daß Sie Bildfeldebnungslinsen nicht ernst nehmen, vielleicht sogar für Unsinn oder Volksverdummung halten. Sollte das zutreffen, unterlägen Sie einem großen Irrtum.
Der österreich-ungarische Mathematiker Prof. Joseph Petzval (1807-1891) hatte sich durch seine Untersuchungen des Astigmatismus und der Bildfeldwölbung große Verdienste erworben und ein diesbezüglich korrigiertes Objektiv („Petzval-Objektiv“) konstruiert, das die nach ihrem Entdecker bezeichnete Petzval-Bedingung (Petzval-Summe) erfüllt. Seitdem wissen Optik-Konstrukteure, wie der Bildfeldwölbung entgegengewirkt oder sie gar weitgehend eliminiert werden kann.
Da im allgemeinen das Okular für die Bildfeldwölbung verantwortlich gemacht wird, möchte ich an dieser Stelle noch anmerken, daß sowohl das Fernglasobjektiv als auch das Fernglasokular Bildfeldwölbung aufweist und zwar leider in jeweils solcher Richtung, daß sich beide nicht (teilweise) kompensieren, sondern addieren und somit verstärken. Man sollte daher sowohl bei der Konstruktion des Objektivs wie auch bei der des Okulars die Bildfeldwölbung bedenken und zu beheben versuchen.
Da aber bei einem Objektiv (auch ein Okular ist seiner Funktion nach ein Objektiv!) nicht allein Astigmatismus und Bildfeldwölbung, sondern noch eine ganze Reihe weiterer Aberrationen zu korrigieren sind, von denen je nach Anwendung viele erheblich wichtiger als die Bildfeldwölbung sein können, stellt sich für jeden Optikkonstruktuer die Frage nach der Priorität der diversen Korrektionsmaßnahmen. Und hier liegt meines Erachtens das Problem bei den führenden europäischen Fernglasentwicklern: Weil bei der visuellen Beobachtung das Auge (leider je nach Alter sehr unterschiedlich gut) durch Akkommodation die Bildfeldwölbung in Grenzen kompensieren kann, steht die Korrektion der Bildfeldwölbung in der Prioritätenliste ziemlich weit unten. Die führenden japanischen Fernglashersteller (Canon, Fujinon, Nikon in alphabetischer Reihenfolge) sehen das aber offenbar anders. Möglicherweise werden dort Ferngläser mehr von älteren Menschen gekauft als bei uns, oder bei uns haben die Hersteller die Altersstruktur ihrer Kunden noch nicht ausreichend zur Kenntnis genommen und arbeiten immer noch auf der Basis von Prioritätenlisten aus der Zeit des zweiten Weltkrieges (als junge Soldaten mit gutem Akkommodationsvermögen die hauptsächlichen Fernglasanwender waren). Vielleicht liegt es auch daran, daß zu viele Mitarbeiter über 50 Jahre „freigestellt“ (auf deutsch: entlassen oder in den Vorruhestand geschickt) wurden und die verbliebenen oder neu eingestellten jungen Konstrukteure mit shareholderfreundlichen niedrigeren Gehältern mangels eigener Erfahrung mit abnehmendem Akkommodationsvermögen die Problematik gar nicht wahrnehmen.
Die bei einem fünflinsigen Okular aus sphärischen Linsen verfügbaren Freiheitsgrade sind keineswegs so üppig, daß man damit locker die Bildfeldwölbung ohne Nachteil bei anderen Aberrationen stark reduzieren oder beheben könnte. Um dies zu erreichen, halte ich es durchaus für nützlich, wenn nicht gar nötig, einen zusätzlichen Aufwand zu treiben. Wie sich aus Petzvals Bedingung ergibt, müßte in ein Okular mit besserer Bildfeldwölbungskorrektion „mehr negative Brechkraft“ integriert werden, was aber der Notwendigkeit entgegensteht, eine hohe positive Gesamtbrechkraft (= kurze Okularbrennweite) zu erzielen. Damit zusätzliche negative Brechkraft die Gesamtbrechkraft nicht übermäßig herabsetzt, muß die erforderliche zusätzliche negative Brechkraft in der Nähe der Feldblendenebene (also z.B. als in Richtung des Lichtweges erste Linse des Okulars) integriert werden, z.B. in Form einer zusätzlichen Zerstreuungslinse*. Natürlich muß diese Linse bei der Korrektion aller Aberrationen als integraler Bestandteil des Okulars betrachtet werden, aber weil sie an dieser Position nur wenig Einfluß auf die Gesamtbrechkaft und die anderen Aberrationen hat und gleichzeitig der Bildfeldwölbung stark entgegenwirkt, ist es durchaus gerechtfertigt, diese Linse (oder auch ein entsprechendes Linsenpaar) als „Bildebnungslinse(n)“ zu bezeichnen. Das sollten Sie ernst zur Kenntnis nehmen, statt sich darüber zu amüsieren.
* Ein spezieller und extremer Fall einer solchen Zerstreuungslinse ist die sog. Smyth-Linse, die manchem Hobbyastronomen bekannt sein dürfte, weil sie nahezu ohne Beeinträchtigung der anderen Aberrationen die nicht unbeträchtliche Bildfeldwölbung eines Fernrohrabjektivs behebt, die bei Astrofotografie starke Randunschärfe erzeugen würde.
Wenn Sie sich in den Prospekten oder Internetabbildungen die Schnittdarstellungen von Ferngläsern von Leica und Zeiss ansehen, werden Sie als erste Okularlinse (= die dem Objektiv zugewandte Linse) keine Zerstreuungs-, sondern eine Sammellinse finden. So eine Linse verstärkt aber die Bildfeldwölbung, statt sie zu reduzieren. Bei Swarovski sehen Sie einen sehr dicken Meniskus sehr geringer Brechkraft, von der sich bei der mir vorliegenden Abbildung ohne exakte Kenntnis der Krümmungsradien nicht genau sagen läßt, ob die Brechkraft positiv oder (wahrscheinlich minimal) negativ ist. Sehen Sie sich dagegen das Schnittbild des Nikon-Glases 8x42 HG(L) im Nikon-Prospekt an, so sehen Sie als erste Linse eine Zerstreuungslinse, und genau diese Linse bestreitet zum größten Teil die Korrektion der Bildfeldwölbung, verdient also zu recht den von Ihnen belächelten Namen „Bildebnungslinse“. Leider habe ich von Canon und Fujinon keine entsprechenden Schittdarstellungen, aber dort dürften Sie mit größter Wahrscheinlichkeit ebenfalls Negativlinsen in der Nähe der Feldblende vorfinden.
Beim Objektiv des Fernglases könnte im Falle der Innenfokussierung die weiter hinten, also näher an der Fokusebene positionierte verschiebbare Negativlinse (Zerstreuungslinse) einen gewissen Beitrag zur Reduzierung der Bildfeldwölbung des Objektivs leisten. Vielleicht kann ein Optikkonstrukteur eines Fernglasherstellers hier im Forum genauere Angaben dazu machen, ob das halbwegs ausreicht oder noch zu wenig ist.
Ich zweifle nicht daran, daß Leica, Swarovski und Zeiss (in alphabetischer Reihenfolge) die relativ starke Bildfeldwölbung ihrer teuren Ferngläser nicht besser korrigieren könnten. Aber es waren ihnen offenbar andere Aberrationen wichtiger und der Einfluß verminderten Akkommodationsvermögens älterer Beobachter auf die Randschärfe bei starker Bildfeldwölbung nicht ausreichend bewußt. Ich mußte ja bei den Arbeiten an meinem Fernglasbuch auch schon in einem anderen Falle, nämlich bei der Bewertung der „Brillenträgertauglichkeit”, feststellen, daß unsere hochgeschätzten europäischen Fernglaskonstrukteure wohl alles von der Frontlinse des Objektivs bis zur Hinterlinse des Okulars gut im Blick hatten, aber nicht ausreichend an das dachten, was dahinter auch noch im Strahlengang liegt, nämlich Auge und oft auch noch eine Brille. Wie ich schon früher in einigen anderen meiner Beiträge sagte, sind die Kriterien für Brillenträgertauglichkeit, wie sie bis heute von den Fernglasherstellern benutzt und sogar in einer ISO-Norm festgehalten sind (Weyrauch-Prüfadapter), stark revisionsbedürftig. Die unzureichende Berücksichtigung der Bildfeldwölbung paßt da ganz gut dazu, weil auch sie zeigt, daß man bei Leica, Swarovski und Zeiss wohl zu sehr darauf vertraut, daß diese Aberration vom Akkommodationsvermögen des Beobachters kompensiert werden kann, aber vergißt, daß jenseits des Alters von ca. 45 Jahren (ausgerechnet der Alterdruppe, die am ehesten bereit ist, so teure Ferngläser zu kaufen) das Akkommodationsvermögen sehr stark nachläßt.
Da ich weiß, daß Mitarbeiter der drei genannten Nobelfirmen hier mehr oder weniger regelmäßig mitlesen, wünschte ich mir mal von diesen einen aktiven Beitrag zu diesem Thema: Bitte äußern Sie sich zur Bildfeldwölbung! Sie bekommen doch durch die hier diskutierten Fragen nicht selten einen wertvollen Input, und wenn Sie auch mal uns Informationen gäben, wäre das ein fairer Ausgleich.
Walter E. Schön
