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Glas gestern und heute

Zur Fertigung und Entwicklung von Objektiven

Das Interview führte FOTO HITSmit Dr. Hubert Nasse. Er ist „Staff Scientist“ bei ZEISS Camera Lenses.

FOTOHITS: Sind heute noch große Sprünge bezüglich Optik oder Berechnung von Objektiven zu erwarten, wie sie nach 1945 stattfanden?

Dr. Hubert Nasse: Der Neuanfang in Oberkochen nach dem Krieg war in der Tat eine große Leistung. Es war aber nicht so, dass alle Konstruktionsunterlagen verloren waren. Es wurden auch zunächst viele Vorkriegskonstruktionen wieder aufgelegt, etwa das lichtstarke Sonnar T* 1,5/50.

Sie haben aber völlig Recht, dass in den 1950er und 60er Jahren erhebliche Verbesserungen bei Fotoobjektiven stattfanden. Sie wurden vor allem ermöglicht durch glastechnische Fortschritte – ich nenne als Beispiel nur die Einführung der Lanthan-Gläser, die höhere Brechzahlen mit gleichzeitig relativ günstigen Dispersionseigenschaften verbinden konnten.

FOTOHITS: Welche Fortschritte brachte dann die Computerisierung?

Dr. Hubert Nasse: Zunehmend beherrschten Konstrukteure die Computer-unterstützte Objektivberechnung. Schon Mitte der 1960er Jahre konnten Computer pro Sekunde so viele Strahldurchgänge durch eine brechende Fläche berechnen wie vor dem Krieg ein Mensch an einem Arbeitstag. Heute sind aber unsere Rechner 100.000 Mal schneller als vor 50 Jahren. Diese Zahl beantwortet schon Ihre Frage: Diese Rechenleistung ermöglicht heute die Bearbeitung viel komplexerer optischer Konstruktionsaufgaben.

Heute kann man ein Zoomobjektiv mit 24 Linsen berechnen, vor 80 Jahren war so etwas unlösbar. Die Berechnung des ersten Vario-Objektivs mit acht Linsen für eine 16-Millimeter-Filmkamera dauerte in den 1930er Jahren vier Jahre. Dass noch deutliche Verbesserungen der Bildqualität sogar bei schwierigen Objektivtypen möglich sind, etwa bei sehr großer Blendenöffnung, zeigt unsere Otus-Baureihe.

FOTOHITS: Was Computer an Linsenkonstruktionen berechnen, ist aber real oft nicht mehr umsetzbar.

Dr. Hubert Nasse: Das ist richtig, nicht alles was man rechnen kann ist realisierbar – oder genauer gesagt: ökonomisch sinnvoll realisierbar. Was man mit Optik erreichen kann, wenn der Aufwand höher sein darf, zeigen die Objektive, die ZEISS für die Chipherstellung mit der Mikrolithografie baut und mit denen Auflösungen von über 10.000 Linienpaaren pro Millimeter erreicht werden. Aber solche Kosten sind für Fotoapparate undenkbar.

Der Vergleich mit diesen imponierenden High-Tech-Produkten hinkt auch insofern, dass diese Optiken riesengroß und nur für eine einzige Wellenlänge im tiefen Ultraviolett korrigiert sind. Ein Fotoobjektiv setzt andere Rahmenbedingungen, etwa dass es nur eine begrenzte Größe haben darf und dass sich die Korrektion um das ganze sichtbare Spektrum kümmern muss. Hier stößt die Rechnung mit den heutigen Korrektionsmitteln an ihre Grenzen.

FOTOHITS: Welche neuen Glassorten sieht ZEISS als zukunftsfähig?

Dr. Hubert Nasse: Die Möglichkeiten des Optikkonstrukteurs leben vor allem von der Vielfalt der Glasauswahl. Ich will also ungern ein einzelnes Glas besonders hervorheben. Betrachten Sie etwa die vielgerühmten Gläser mit sehr niedriger Dispersion: Sogar ihre Farbzerstreuung ist um den Faktor zehn zu groß, um mit ihnen allein ein halbwegs farbkorrigiertes Objektiv zu bauen.

Im Hinblick auf die wichtigsten Glasparameter Brechzahl und Dispersion hat die Vielfalt der Gläser in den letzten Jahren nicht zu- sondern eher abgenommen, bedingt durch die Forderung nach umweltfreundlicher Herstellung. Trotzdem gibt es natürlich immer noch Fortschritte der Glastechnik. Dazu gehört auch, dass es heute eine viel größere Zahl von Gläsern gibt, die man durch Pressen im zähflüssigen Zustand formen kann. Das ist die Voraussetzung, um bezahlbare asphärische Flächen einsetzen zu können.

FOTOHITS: Die Verbesserungen sind aber nur in Plakatgröße erkennbar. Sind Neuerungen jenseits des Profi-Bereichs überhaupt sinnvoll?

Dr. Hubert Nasse: Welche Leistungen oder Qualitäten sinnvoll sind, entscheidet doch der Kunde. Wenn er Freude an den technischen Leistungen seiner Kamera hat – das ist wohl bei den meisten begeisterten Amateuren so –, dann investiert er in seine Werkzeuge. Und davon leben wir. Dabei verändern die technischen Möglichkeiten die Standards. In der Hundert-Prozent-Darstellung eines 36-Megapixel-Bilds sieht man Objektiveigenschaften, die früher unsichtbar blieben.

FOTOHITS: ZEISS genießt einen ausgezeichneten Ruf etwa bei Laseroptiken. Fließen die Entwicklungen auch in Kameraobjektive ein?

Dr. Hubert Nasse: Obwohl die Produkte dieser unterschiedlichen Geschäftsfelder sehr verschieden sind, haben sie doch zumindest in ihren optischen Bauteilen große Gemeinsamkeiten, und sie verwenden ähnliche grundlegende Technologien. Es kann etwa sein, dass in der Mikroskopie erkannt wird, dass man für ein neues Anwendungsgebiet eine neue leistungsfähigere Entspiegelung der Linsenoberflächen braucht.

Diese neue Beschichtungstechnik wird dann in einem Zentralbereich entwickelt und auch anderen Geschäftsfeldern zur Verfügung gestellt. Es gibt viele solche Beispiele für Synergien und Spin-offs. Außerdem wird der Austausch zwischen den Bereichen systematisch gefördert, nicht zuletzt durch Personaltransfer – ich etwa habe 15 Jahre lang in der Mikroskopie gearbeitet.