Sphärische Aberration

Die sphärische Aberration, auch Öffnungsfehler genannt, ist ein Abbildungsfehler von Linsen mit kugelförmig geschliffenen Flächen. Lichtstrahlen, die am Rand der Linse eintreten, werden stärker gebrochen als Strahlen nahe der Mitte. Dadurch treffen sie sich nicht in einem gemeinsamen Brennpunkt. Statt eines scharfen Punkts entsteht ein kleiner Lichtfleck mit weichem Rand. Das Bild wirkt bei offener Blende weich und kontrastarm, oft mit einem leichten Schleier um helle Details.

Ursache

Kugelflächen lassen sich präzise und günstig herstellen. Sie haben aber einen Nachteil: Je weiter ein Lichtstrahl von der optischen Achse entfernt eintritt, desto kürzer ist seine Schnittweite. Randstrahlen bündeln sich also vor dem Punkt, an dem sich die achsnahen Strahlen treffen. Der Fehler betrifft das gesamte Bild, also auch die Bildmitte, und ist damit kein reiner Randfehler.

Erkennungsmerkmale im Foto

• weiches, leicht milchiges Bild bei Offenblende
• helle Lichter und Kanten wirken wie von einem Glühen umgeben
• geringer Mikrokontrast trotz korrekt gesetztem Fokus
• deutlich schärferes Bild schon nach ein bis zwei Stufen Abblenden

Einfluss der Blende

Beim Abblenden werden die Randstrahlen abgeschnitten. Nur noch der mittlere Teil der Linse trägt zum Bild bei, und der Fehler nimmt stark ab. Deshalb sind besonders lichtstarke Objektive mit Blende f/1.4 oder f/1.2 anfällig. Ältere Konstruktionen zeigen den Effekt deutlicher als moderne Objektive.

Eine Folge kann der Fokusshift sein. Weil sich beim Abblenden die Ebene der besten Schärfe leicht verschiebt, sitzt der Fokus bei manchen Objektiven nach dem Abblenden etwas hinter oder vor dem Motiv. Kameras mit Autofokus auf dem Sensor, der bei Arbeitsblende misst, haben dieses Problem seltener.

Korrektur in Objektiven

Objektivhersteller verringern die sphärische Aberration vor allem auf zwei Wegen:

• Asphärische Linsen: Ihre Oberfläche weicht gezielt von der Kugelform ab, sodass Rand- und Mittelstrahlen im selben Punkt zusammenlaufen.
• Kombination mehrerer Linsen: Sammel- und Zerstreuungslinsen mit gegensätzlichen Fehlern gleichen sich gegenseitig aus.

Software kann sphärische Aberration im Gegensatz zu Verzeichnung oder Vignettierung kaum nachträglich beseitigen. Etwas mehr Klarheit oder Schärfung hilft, ersetzt aber keine gute Optik.

Gestalterische Nutzung

Nicht immer ist der Fehler unerwünscht. Weichzeichner-Objektive für Porträts arbeiten bewusst mit sphärischer Aberration. Beispiele sind das Canon EF 135 mm f/2.8 mit Softfocus-Einstellung und die DC-Nikkore von Nikon, bei denen sich die Unschärfe im Vorder- und Hintergrund über einen eigenen Ring beeinflussen lässt. Auch der Look vieler alter Objektive, die gern adaptiert werden, geht zum Teil auf diesen Fehler zurück. Außerdem beeinflusst die Korrektur der sphärischen Aberration das Bokeh, also das Aussehen unscharfer Bereiche.

Verwandte Begriffe

• Aberration
• Asphärische Linse
• Chromatische Aberration
• Astigmatismus
• Weichzeichner
• Bokeh
• Blende

Fazit

Sphärische Aberration entsteht, weil kugelförmige Linsen Randstrahlen stärker brechen als Strahlen aus der Mitte. Bei offener Blende führt das zu einem weichen, kontrastarmen Bild. Abblenden und asphärische Linsen verringern den Fehler. Manche Porträtobjektive nutzen ihn gezielt für einen weichen Look.

« Zum Fotografie Lexikon