Physiologische Abbildungsfehler

Geschrieben am 11.08.2006 von Conni Kreißl

Anders als bei den Refraktionsanomalien, bei denen man nur die achsennahen Lichtstrahlen einbezieht und von einer kugelförmigen sphärischen Trennfläche ausgeht, werden bei den Physiologischen Abbildungsfehlern auch die Randstrahlen mit einbezogen und die Tatsache, das die Trennflächen eben nicht immer eine ideale geometrische Form aufweisen. Was aber durchaus Abbildungsfehler verursachen kann, welche man gegenwärtig in drei verschiedene Kategorien einteilt, die man unter den Bezeichnungen Chromatische Aberration, Sphärische Aberration und Astigmatismus kennt.
Bei der sogenannten Chromatischen Aberration wird das weiße Sonnenlicht, das aus allen Wellenlängen des sichtbaren Spektrums besteht, nicht gleichmäßig gebrochen. Dazu muss man aber wissen das die Gesamtbrechkraft des Auges, die einst mit 58,64 dptr angegeben wurde, nur für das reine Natriumlicht gilt, das bei 589 nm liegt. Bei allen was darüber hinaus geht reagiert das Auge in Bezug auf die kürzeren Wellenlängen kurzsichtig bzw. myop und in Bezug auf die längeren Wellenlängen weitsichtig bzw. hyperop.
Bei der Chromatischen Aberration wird Kurzwelliges Licht wesentlich stärker gebrochen als langwelliges, wodurch beispielsweise violettes Licht eine kürzere Brennweite als rotes hat. Wissenschaftlich gesehen bedeutet das bei dem roten Licht, das normalerweise bei 656 nm liegt, ist die Brechkraft um 0,3 Dioptrien herabgesetzt und liegt dann bei 589 nm und bei dem violetten Licht, das im allgemeinen bei 431 nm liegt erhöht sich die Brechkraft dadurch um 1,3 Dioptrien. Da dieses Phänomen sich bislang nicht korrigieren lässt, sieht der Betroffene einen weißen Lichtpunkt als gelben Farbpunkt mit farbigen Kreisen, da sich das Auge durch den Fehler auf Gelb einstellt, da es dafür nun am empfindlichsten ist.
Bei der Sphärischen Aberration vereinigen sich die Lichtstrahlen je nach Achsenabstand in verschiedenen Entfernungen, wodurch sie keinen Bildpunkt mehr liefern. Das geschieht weil die optischen Systeme hier, mit rein kugelförmig gekrümmten Trennflächen die achsenfernen Randstrahlen stärker brechen als die achsennahen Strahlen. Dieses Phänomen wird jedoch von unterschiedlichen Mechanismen im Auge gemildert. Da blendet die Iris die Randstrahlen einerseits zum Teil weg oder aber die Cornea bzw. die Hornhaut, welche der glasklare von Tränenflüssigkeit benetzte, gewölbte vordere Teil der äußeren Augenhaut ist, vermindert die Brechkraft seitlich, indem sie in den Seitenteilen flacher als in der Mitte ist. Demgegenüber kann die Brechkraft durch die innere Struktur der Linse bzw. deren zwiebelschaligen Aufbau achsennah auch viel stärker als am Rand sein oder die Helligkeit des Zerstreuungswinkels nimmt vom Zentrum zum Rand hin ab, wodurch seine Randteile nicht mehr sichtbar sind. Woran man sieht das diese Art von Fehlern meist vom Auge selber korrigiert werden, ohne das man großartig eingreifen muss.
Beim Astigmatismus ist das schon wesentlich komplizierter, da dieser einen Mangel an punktförmigen Strahlenvereinigungen darstellt bzw. eine Brennpunktlosigkeit. Als Astigmatismus bezeichnet man daher Fehler, die sich speziell auf Abbildungsfehler beziehen, die entstehen wenn die lichtbrechende Fläche in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verschiedene Krümmungsradien aufweist. Das ist ungefähr so als wenn man eine elastische Kugelschale, in einer Richtung etwas zusammenquetscht, mit dem Ergebnis das die Brechung in den Ebenen mit unterschiedlicher Krümmung dadurch verschieden ausfällt. Beim Auge entsteht dies durch eine vertikal stärkere und einer horizontal schwächere Krümmung der Cornea. Dieser Unterschied, der nicht einmal sehr groß sein muss, fällt allerdings nicht sehr störend ins Gewicht, weil die dabei entstehenden in der Regel Zerstreuungskreise kleiner sind als das Auflösungsvermögen der Netzhaut. Viel größere Auswirkungen haben da vielmehr mehr oder minder starke Unregelmäßigkeiten auf der Hornhautoberfläche, die zu Verzerrungen der Bilder führen. Die ersten Fehler lassen sich zwar durch Zylindergläser korrigieren, die das Licht nur in einer Ebene brechen, die schwerwiegenderen können aber nur mit einer auf die Cornea direkt aufgesetzten Haftschale oder einem Korrigierglas halbwegs ausgeglichen werden. Dabei nutzt man die Tatsache aus, das sich die Räume zwischen der Cornea und der Haftschale reflexbedingt mit Tränenflüssigkeit füllen, die einen ähnlichen Brechungsindex wie die Cornea und das Kammerwasser aufweist. Wodurch keine zusätzliche brechende Fläche geschaffen, sondern nur die unbrauchbare, unregelmäßige Hornhautoberfläche als brechende Fläche ersetzt wird.