Randunschärfe
Ein uraltes Problem bei der Herstellung von Objektiven könnte künftig möglicherweise gelöst werden. Die sphärische Aberration beschäftigt die Mathematiker und Objektivbauer seit Jahrhunderten,- das Problem, dass Objektive zumeist zu den Bildrändern hin unschärfer werden. Theoretisch sollte jede entsprechend geformte Optik in der Lage sein, die einfallenden Lichtstrahlen auf einen einzelnen Punkt, den Brennpunkt hin, zu bündeln.
Tatsächlich aber werden die Lichtstrahlen, vom Inneren bis zum Rand über die einzelne Linse verteilt, unterschiedlich gebrochen. Hinzu kommen Ungenauigkeiten in der Fertigung und Qualitätsmängel der Gläser. Das Ergebnis ist, dass insbesondere zu den äußeren Rändern der Linsen hin, Lichtstrahlen nicht exakt auf den Brennpunkt hin gebündelt werden. Sphärische Aberration ist bei Objektiven sogar bis zu einem gewissen Grad kaum zu vermeiden, weil man ein Bild durch gebogenes Glas auf eine flache Ebene (Kamerasensor oder analoger Film) abbildet.
Diese Abbildungsfehler sind schon lange bekannt, schon Isaac Newton (er löste das Problem der chromatischen Aberration, eines anderen Abbildungsfehlers von Objektiven) hat sich daran die Zähne ausgebissen. Das Phänomen wurde 1949 als das sogenannte Wasserman-Wolf Problem wissenschaftlich formuliert.
Es versteht sich von selbst, dass derartige Abbildungsfehler etwa bei Green,- und Blue Screen für das Ausstanzen sehr nachteilig sind.
Aufwändige Gegenmittel
Kontinuierliche Optimierungen im Design und der Herstellung, vor allem der Einsatz von asphärischen Linsen, haben über die Jahre immer mehr dazu beigetragen, diese Fehler zu korrigieren und weitgehend gleichmäßige Schärfeleistung auch zu den Bildrändern hin zu erreichen. Der Aufwand hierfür ist hoch,- die asphärischen Linsen sind eben nicht kreisförmig und sie sind das Ergebnis vieler Versuche, die für jedes neue Objektiv erneut unternommen werden müssen. Denn die einmal für ein bestimmtes Objektiv gefundene Lösung lässt sich nicht einfach auf ein anderes Objektiv übertragen. Der Aufwand ist also relativ hoch und die Fertigungskosten sind es ebenfalls. Objektive mit asphärischen Linsen sind in der Herstellung teurer als gleichmäßig sphärische Linsen. Sie können jedoch helfen, dem sphärischen Aberrationseffekt entgegenzuwirken und ihn zu korrigieren. Dank einzelner asphärischer Linsen kann man der Erzeugung gleichmäßig scharfer Bilder sehr nahe kommen.
Angeblich will übrigens ein Doktorand aus Mexico, Rafael G. González-Acuña inzwischen eine Formel gefunden haben, mit deren Hilfe man die sphärische Aberration beheben kann. Sollten sich die Berechnungen auch industriell einsetzen lassen, könnte man damit künftig Objektive ohne sphärische Aberration deutlich preiswerter herstellen.
Wir wollen an dieser Stelle nicht unerwähnt lassen, dass der leichte Unschärfe-Effekt zu den Bildrändern hin natürlich auch ein willkommenes Gestaltungsmittel sein kann. Viele Bildfehler sind uns über mehr als ein Jahrhundert Filmgeschichte so ans Herz gewachsen, dass wir sie fast vermissen, wenn sie dank besserer Technik, plötzlich verschwinden. Doch das ist wieder eine ganz andere Geschichte...
