Nahlinsen

Nahlinsen sind Sammellinsen, welche wie ein Filter auf das Objektiv aufgesetzt werden. Die Wirkung von Nahlinsen ist vergleichbar mit derjenigen einer Lesebrille: Wenn die Arme zu kurz werden, dann verkürzt die Lesebrille die Sehdistanz. Eine Nahlinse verkürzt entsprechend die Gegenstandweite, das heisst, das Objektiv wird dadurch nahsichtig. Durch die geringere Gegenstandsweite bei gleichbleibender Bildweite wird der Abbildungsmassstab erhöht.

Dioptrien

Dioptrien sind ein Mass für die Brechkraft von Linsen. Je stärker eine Linse das Licht bricht, also je kürzer die Brennweite ist, desto höher ist deren Dioptrienzahl:

Brechkraft = 1 / Brennweite [in Meter]

Nebst der Brechkraft von Linsen respektive Objektiven können wir auch Distanzen in Dioptrien angeben. Ersetzen wir die Brennweite durch die Gegenstandsweite, so erhalten wir die Nahsichtigkeit des Objektivs in Dioptrien. Zwei einfache Beispiele sollen diesen Sachverhalt verdeutlichen:

Ein Objektiv hat eine Brennweite von 50mm. Dies entspricht 1/20m, das Objektiv hat also eine Brechkraft von 20 Dioptrien.

Ein Objektiv ist auf eine Gegenstandsweite von 1/3m scharfgestellt. Dies entspricht einer Nahsichtigkeit von 3 Dioptrien.

Weshalb der ganze Aufwand mit den Dioptrien? Dioptrien haben für uns eine sehr praktische Eigenschaft. Wir müssen nicht lange herumrechnen und dürfen Dioptrien einfach addieren (Dürfen wäre das eine, aber es ist sogar richtig). Wiederum mag ein Beispiel erläutern wie dies geht:

Ein Objektiv ist auf eine Gegenstandsweite von 50cm scharfgestellt, dies entspricht einer Nahsichtigkeit von 2 Dioptrien (1/2m). Bei gleichbleibender Einstellung des Objektivs wird eine Nahlinse mit einer Brechkraft von 3 Dioptrien aufgesetzt. Das Objektiv wird dadurch um 3 Dioptrien nahsichtiger, insgesamt beträgt die Nahsichtigkeit jetzt also 5 Dioptrien. Dies entspricht einer Gegenstandsweite von 0,2m (1/5m). Da die Bildweite gleich geblieben ist - wir haben daran nichts verstellt - ist der Abbildungsmassstab gleichermassen angewachsen wie die Gegenstandsweite kürzer wurde - um den beachtlichen Faktor 2,5.

Ein paar weitere Aspekte zu Nahlinsen:

Eine Aufnahme mit 105mm Brennweite und
einer Nahlinse mit ~3 Dioptrien.

Eine Faustregel zur Abbildungsqualität

Mit Nahlinsen wird das Objektiv in Normalstellung bei einer Fokussierdistanz betrieben, für welche es auch vorgesehen wurde. Die Aufnahmequalität mit guten Nahlinsen ist daher meist besser als entsprechende Aufnahmen, welche mittels Zwischenring entstanden.

Einfache Nahlinsen zeigen Farbfehler (chromatische Aberrationen), wir sehen diese an farbigen Rändern bei scharfen hell/dunkel Übergängen. Jede einfache Linse zeigt diesen Farbfehler. Durch Kombination zweier Linsen – einer Sammellinse aus Kronglas und einer Streulinse aus Flintglas – lässt sich der chromatische Fehler grossenteils korrigieren. Eine derart aufgebaute Nahlinse wird Achromat genannt. Die Wahl eines Achromaten für hochwertige Aufnahmen ist eine gute Idee. Achromaten sind heute allerdings etwas selten geworden. Zumindest von Canon sind zwei Achromaten verfügbar, die beiden Nahlinsen 500D (2 Dioptrien) und 250D (4 Dioptrien). Wenn der Filtergewindedurchmesser passt dürfen diese ruhig auch auf Objektive anderer Marken montiert werden, nur keine falsche Hemmung.

Brennweite Nahlinse
50mm ≤ 4 Diopter.
100mm ≤ 2 Diopter.
200mm ≤ 1 Diopter

empfohlene maximale
Dioptrienzahl

Eine Faustregel besagt, dass die Brechkraft der Nahlinse 20% der Brechkraft des Objektivs nicht überschreiten sollte um eine „annehmbare“ Abbildungsqualität zu erhalten. Die nebenstehende Tabelle zeigt die Werte für die maximale Brechkraft der Nahlinse abhängig von der Brennweite des verwendeten Objektivs.

Die Abbildungsfehler von Nahlinsen äussern sich allgemein in einer leichten Weichzeichnung des Bildes, verbunden mit Schärfeabfall gegen die Ränder und Bildecken hin, eventuell auch verbunden mit chromatischen Fehlern in den Randbereichen. Nicht jedes Motiv lässt diese Fehler sichtbar werden, wo aufgrund der Schärfentiefe am Rand nichts scharf abgebildet wird ist auch der durch Nahlinsen verursachte Fehler nicht so schnell sichtbar. Wie gerechtfertigt die Faustregel ist ergibt sich daher aus dem jeweiligen Einsatz und dem Qualitätsanspruch des Fotografen.

Welche Abbildungsmassstäbe werden erreicht?

Der erreichbare Abbildungsmassstab eines Objektivs mit Nahlinse hängt in grossem Masse vom maximalen Abbildungsmassstab des eingesetzten Objektiv sowie von dessen Brennweite ab. Anstelle einer Formel mit unsicheren Grössen scheint es sinnvoller, tabellarisch ein paar Ideen zu geben, welche wohl nicht auf die letzte Kommastelle stimmen, aber doch die Grössenordnung der Abbildungsmassstäbe anzeigen.

Kombination Objektiv und Nahlinse Brennweite-> 35mm 50mm 105mm 180mm
Scharfstellung
am Objektiv
Abm. Abm. Abm. Abm.
Objektiv ohne Nahlinse unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
0,000
-
-
-
0,038
0,082
0,000
-
-
-
0,056
0,127
0,000
-
0,059
-
0,135
-
0,000
0,069
-
0,162
-
-
Objektiv und Nahlinse mit
0,5 Dioptrien
unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,090
0,165
-
0,267
-
-
Objektiv und Nahlinse mit
1 Dioptrien
unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
0,040
-
-
-
0,074
0,120
0,050
-
-
-
0,109
0,183
0,105
-
0,170
-
0,255
-
0,180
0,261
-
0,371
-
-
Objektiv und Nahlinse mit
1,5 Dioptrien
unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,158
-
0,226
-
0,314
-
-
-
-
-
-
-
Objektiv und Nahlinse mit
2 Dioptrien
unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
0,070
-
-
-
0,110
0,158
0,100
-
-
-
0,161
0,240
0,210
-
0,281
-
0,374
-
0,270
0,357
-
0,476
-
-
Objektiv und Nahlinse mit
4 Dioptrien
unendlich
3,0m
2,0m
1,5m
1,0m
0,5m
0,140
-
-
-
0,183
0,233
0,200
-
-
-
0,267
0,352
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

Abbildungsmassstab (Abm.) in Abhängigkeit der Stärke der Nahlinse und der
Distanzeinstellung am Objektiv.

In obiger Tabelle fehlen die Makroobjektive beim Einsatz an ihrer Nahgrenze. Dies liegt daran, dass im Nahbereich typenspezifische Eigenschaften des Objektivs (zum Beispiel die exakten Lagen der Hauptebenen) zunehmenden Einfluss auf den erreichbaren Massstab gewinnen und Angaben ohne deren Berücksichtigung keinen Sinn mehr machen.

Allgemein lässt sich jedoch festhalten, dass die Kombination Objektiv und Nahlinse immer über den Abbildungsmassstab hinausgeht, welcher ausschliesslich mit dem Objektiv möglich ist. Dies bedeutet, dass Nahlinsen zusammen mit einem Makroobjektiv mit maximalem Abbildungsmassstab 1:1 ermöglichen, über den Abbildungsmassstab von 1:1 hinauszugehen.