Eine kurze Geschichte der Kameraobjektive

Einfache Linsen und der Achromat

Die frühesten fotografischen Objektive bestanden aus einem einzigen gewölbten Glas, oft einer Meniskusform, die William Hyde Wollaston 1812 für die Camera obscura anpasste. Auf etwa f/14 oder kleiner abgeblendet, war sie in der Mitte ausreichend scharf, ließ aber wenig Licht durch.

Eine Einzellinse bricht Farben unterschiedlich stark, sodass Blau und Rot in leicht verschiedenen Abständen fokussieren. Charles Chevalier in Paris verband zwei unterschiedliche Glassorten zu einem achromatischen Doublet und hob so den Großteil dieses Farbfehlers auf. Ein solches Chevalier-Objektiv saß an den frühen Daguerreotypie-Kameras von 1839.

Diese Objektive waren lichtschwach. Mit Daguerreotypie-Platten konnte eine Belichtung viele Minuten dauern, zu lange für angenehme Porträts.

Das Petzval-Porträtobjektiv

1840 berechnete der Mathematiker Joseph Petzval in Wien ein Objektiv mit etwa f/3.6, rund 16-mal lichtstärker als die langsamen Landschaftsobjektive jener Zeit (ungefähr). Voigtländer stellte es her.

Es war in der Mitte scharf und zum Rand hin weicher, mit einem wirbelnden Hintergrund-Bokeh, das manche Fotografen bis heute suchen. In Porträtateliers verkürzte es die Belichtung auf deutlich unter eine Minute.

Petzvals Konstruktion gehörte zu den ersten Objektiven, die durch sorgfältige Berechnung statt durch Ausprobieren entstanden.

Cooke-Triplet und Tessar

1893 entwarf Harold Dennis Taylor von T. Cooke & Sons in York ein Objektiv aus nur drei Linsen: zwei Sammellinsen mit einer Zerstreuungslinse dazwischen. Das Cooke-Triplet korrigierte die meisten Abbildungsfehler mit bemerkenswert wenigen Teilen und wurde zum Vorbild für Konstrukteure.

1902 stellte Paul Rudolph bei Carl Zeiss das Tessar vor, mit vier Linsen in drei Gruppen. Zeiss bewarb es wegen seiner Schärfe als „Adlerauge“, und Varianten davon steckten fast das ganze 20. Jahrhundert über in Kameras.

Größere Konstruktionen wie der Doppel-Gauß-Typ, die Grundlage der meisten 50-mm-Standardobjektive, stammen aus derselben Tradition.

Vergütung: Reflexe besiegen

Jede Glasfläche reflektiert etwas Licht, bei unvergütetem Glas etwa 4 bis 5 Prozent. In einem Objektiv mit vielen Flächen führt das zu Streulicht und geringem Kontrast, was die Zahl der verwendbaren Linsen begrenzte.

1935 entwickelte Alexander Smakula bei Zeiss eine dünne Antireflexbeschichtung. Sie blieb zunächst dem Militär vorbehalten und kam um 1939 auf den breiten Markt.

In den 1960er- und 1970er-Jahren folgten Mehrschichtvergütungen. Sie machten komplexe Objektive mit 15 oder mehr Linsen praktikabel, darunter die Zooms, die wir heute nutzen.

Zooms und asphärische Linsen

Frühe Zoomobjektive wurden für Film- und Fernsehkameras gebaut. Das Voigtländer-Zoomar 36–82 mm von 1959 gilt meist als erstes Zoom für 35-mm-Fotokameras. Frühe Zooms waren klobig und weniger scharf als Festbrennweiten; bessere Konstruktionen und Vergütungen schlossen diese Lücke weitgehend.

Asphärische Linsen haben Flächen, die nicht Teil einer Kugel sind. Sie korrigieren Fehler, für die sonst mehrere zusätzliche Linsen nötig wären, waren aber schwer zu schleifen. Gepresstes Glas und Kunststoff-Asphären machten sie ab den 1980er-Jahren verbreitet, und heute stecken sie in fast jedem Objektiv und jeder Handykamera.

Autofokus und Bildstabilisierung

Der Autofokus erreichte Ende der 1970er-Jahre die Verbraucherkameras, mit Kompaktkameras wie der Konica C35 AF (1977). Die Minolta Maxxum 7000 von 1985 (auch als 7000 AF und α-7000 verkauft) machte ihn bei Spiegelreflexkameras zum Standard.

Optische Bildstabilisierung bewegt eine Linsengruppe, um das Zittern der Hand auszugleichen. Nikon setzte sie 1994 erstmals in einer Kompaktkamera ein, und Canon brachte 1995 das EF 75–300 mm IS heraus. Spätere Kameras ergänzten die Sensor-Shift-Stabilisierung im Gehäuse.

Beide Funktionen veränderten den Objektivbau: leichtere Fokusgruppen für schnellere Motoren und schwimmend gelagerte Stabilisatorgruppen im Tubus.

Spiegellose Objektive und Handymodule

Ohne Spiegelkasten kann das hintere Ende des Objektivs bei spiegellosen Kameras viel näher am Sensor sitzen. Konstrukteure nutzen diesen kürzeren Abstand für schärfere Weitwinkel und sehr hohe Lichtstärken. Die Panasonic Lumix G1 von 2008 gilt meist als erste spiegellose Systemkamera.

In ein Handy passt kein Zoomobjektiv, also sitzen mehrere Festbrennweiten nebeneinander, meist Ultraweitwinkel, Weitwinkel und Tele, zwischen denen umgeschaltet wird. Manche nutzen ein gefaltetes „Periskop“-Design, das das Licht um 90 Grad umlenkt, damit eine längere Brennweite in ein flaches Gehäuse passt.

Software verrechnet, schärft und korrigiert dann die Bilder dieser winzigen Objektive. Verzeichnung und Farbsäume, für die früher zusätzliches Glas nötig war, werden heute oft nach der Aufnahme entfernt.