Koma
Definition
Die Koma (Asymmetriefehler, von lat.: Coma; Haar, Schweif) ist ein Abbildungsfehler. Er macht sich dadurch bemerkbar, dass Lichtpunkte - insbesondere am Bildrand - nicht kreisförmig, sondern "kometenhaft verzerrt" abgebildet werden. Insbesondere bei vorherrschenden hohen Kontrasten - z. B. bei Nachtaufnahmen oder Astrofotografie - tritt dieser Abbildungsfehler verstärkt auf. Weiterhin sind besonders hochlichtstarke optische Systeme für diesen Abbildungsfehler empfindlich.
Die "kometenhafte Abbildung" (ovale Abbildung mit einer zum Bildrand unscharf Kante) des (runden) Bildpunktes kommt dadurch zustande, dass sich bei einem schrägen Einfall eines Strahlenbündels die sphärische Aberration aufgrund der Asymmetrie stärker auswirkt.
Korrekturmöglichkeiten
Bei hochlichtstarken optischen Systemen kann dieser Abbildungsfehler z. B. durch den Einsatz von asphärischen Linsen minimiert werden. Da diese aber von der "normalen Kugelform" abweichen und somit nicht mit den gängigen Linsenschleifmaschinen erstellt werden können, ist dies nur mit hohem Aufwand - und den dazugehörigen hohen Kosten - möglich.
Weiterhin kann die Koma gemildert werden, indem man den Durchmesser der Linse mit Hilfe einer Blende verringert. Dabei werden die Randstrahlen der Linse ausgeblendet und die Bildqualität verbessert. Allerdings verliert man dadurch Licht, das Bild des Objektes wird dunkler.
Das bedeutet also, dass durch Abblenden des Objektivs dieser Fehler minimiert werden kann.
Zitate
Hierzu Zitate von Jost J. Marchesi aus dem Buch "Canon Fotoschule", Verlag Photographie, Schaffhausen 1983:
- "Liegt ein Gegenstandspunkt nicht auf der optischen Achse, sondern am Bildrand, so treten die Lichtstrahlen schiefwinklig auf die Linse auf. Auch in diesem Fall tritt natürlich sphärische Aberration ein. Doch wirkt sich der Fehler durch die Asymmetrie noch viel stärker aus. Achsferne Gegenstandspunkte werden am Bildrand als oval verzerrte, kometenähnliche Gebilde dargestellt.
Diesen Spezialfall der sphärische Aberration nennt man Koma oder auch Asymmetriefehler.
Bei größerer Lichtstärke kann man auch bei einfachen Objektiven gelegentlich Koma feststellen, wenn beispielsweise hohe Lichtgegensätze auf dem Bild vorherrschen und sich am Bildrand helle Lichtpunkte befinden, die dann kometenartig verzerrt dargestellt sind."
Ein Zitat aus der Canon-Broschüre "EF LENS WORK III":
- "Koma bzw. die komatische Abweichung ist ein Phänomen, das im Randbereich eines Bilds durch ein Objektiv erzeugt wird, das wegen sphärischer Abweichung korrigiert wurde. Die Lichtstrahlen fallen in den Randbereich des Objektivs in einem Winkel ein, der in Form eines Kometen statt in Form des gewünschten Punkts gebündelt wird. Die Kometenform ist radial ausgerichtet. Der Schweif zeigt entweder zur Mitte des Bildes oder von der Bildmitte weg. Die so entstandene Unschärfe an den Rändern des Bilds wird als komatischer Reflexionsfleck bezeichnet. Die Koma, die sogar bei Objektiven auftreten kann, die einen Punkt korrekt als Punkt auf der optischen Achse darstellen, wird durch die Unterschiede zwischen der rechung der Lichtstrahlen außerhalb der optischen Achse verursacht, die durch den Randbereich des Objektivs fallen, und dem Hauptlichtstrahl, fällt. Die Koma wird stärker, wenn der Winkel des Hauptlichtstrahls höher wird, und führt zu einem niedrigeren Kontrast an den Randbereichen des Bildes. Eine gewisse Verbesserung kann durch Abblenden des Objektivs erreicht werden. Die Koma kann auch zu Reflexionsflecken in den unscharfen Bereichen des Bildes und somit zu einem ungewünschten Effekt führen. Sowohl die sphärische Abweichung als auch die Koma können für ein Objekt bei einer Aufnahmedistanz vermieden werden, die als Aplanatismus bezeichnet wird. Ein Objektiv, das so korrigiert ist, wird als Aplanat bezeichnet."
Weitere Abbildungsfehler
Folgende Abbildungsfehler sind noch bekannt:
- Chromatische Aberration (Farbfehler)
- Sphärische Aberration (Öffnungsfehler)
- Astigmatismus (Randfehler)
- Bildfeldwölbung (Bildebnungsfehler)
- Verzeichnung (optische Verzerrung)