Techniklexikon

Bildfeldwölbung

(Bildfeldkrümmung) Abbildungsfehler, der sich dadurch bemerkbar macht, daß die Bildschärfe in der Filmebene zum Rand hin abnimmt, d. h., das eigentlich scharfe Bild liegt auf einer zum Objektiv hin konkav gekrümmten Bildschale und nicht in einer planen Schärfenebene. Die Korrektur der Bildfeldwölbung bei der Konstruktion von Objektiven wird als Bildfeldebnung bezeichnet. Sie wird durch Kombination hochbrechender Sammellinsen mit niedrigbrechenden Zerstreuungslinsen erreicht. Abbildungsfehler bei der Abbildung ebener, senkrecht zur optischen Achse befindlicher Gegenstände, der zu einer Wölbung des Bildfeldes führt. Bildfeldwölbung und Astigmatismus sind zwei artverwandte Abbildungsfehler. Bei stark negativem Astigmatismus liegen meridionale und sagittale Bildschale symmetrisch zu einer achsensenkrechten Ebene, und man spricht von Bildfeldebnung. Durch die Korrektur des Astigmatismus fallen meridionale und sagittale Bildschale zusammen, und dies erlaubt dann die nahezu punktförmige Abbildung ausgedehnter Objekte. Die Bildpunkte liegen auf einer gemeinsamen, gekrümmten Fläche, der sog. Petzvalschen Bildschale (Abb.). Auf einem in der Gaussschen Bildebene aufgestellten Schirm zeigt das Bild eine von der Bildmitte zum Rand hin zunehmende Unschärfe, und man spricht von einer Bildfeldwölbung. Die Krümmung P der Petzvalschen Schale kann über die Summe  (Petzvalsche Bedingung) berechnet werden, wobei f die Brennweite und n die Brechzahl der beteiligten Linsen ist. Die Petzval-Fläche ist für eine Sammel- oder Konvexlinse nach innen gegen die Objektebene gewölbt, für eine Zerstreuungs- oder Konkavlinse nach aussen. Eine geeignete Kombination von Konvex- und Konkavlinsen hebt die Bildfeldkrümmung auf, ebenso Linsen mit stärkeren Hohlflächen und grösserer Mittendicke, sog. Menisken.

Auch beim Einsatz eines geeigneten Achromaten kann die Krümmung der Petzvalschen Bildschale verschwinden, und man spricht dann von einer völligen Bildfeldebnung. Diese Linsen heissen Planobjektive. Als Anastigmat bezeichnet man ein Linsensystem, bei dem der Astigmatismus korrigiert ist und die mittlere Bildkrümmung der Petzvalschen Schale verschwindet.

Bildfeldwölbung: Bildfeldwölbung für korrigierten Astigmatismus, bei dem sagittale und meridionale Bildschale in der Petzvalschen Bildschale vereinigt sind.