Um das Köhlersche Beleuchtungsprinzip zu verstehen müssen zunächst einige Grundbegriffe aus der Technischen Optik zur Funktionsweise abbildender Systeme eingeführt werden.

Die Abbildung einses Objektpunktes erfolgt durch ein von ihm ausgehendes Strahlenbündel. Dieses Bündel kann natürlich keinen beliebig großen Durchmesser bzw. Öffnungswinkel annnehmen da durch die abbildende Optik nur ein Teil der vom Objektpunkt ausgehenden Strahlen aufgenommen werden kann. Die Begrenzung des bilderzeugenden Strahlenbündels erfolgt durch die uns bereits von den Versuchen zur Bildentstehung bekannte Aperturblende (Öffnungsblende).

	Aperturblende und Öffnungswinkel

Beispiele für eine Aperturblende sind die fotografische Blende und die Augeniris. Letztere dient dazu über die Pupillenweite (= Öffnung der Iris) den Lichteinfall in das Auge zu regulieren. Bei großer Helligkeit wird der Lichteinfall unwillkürlich durch Schließen der Pupille reduziert und umgekehrt bei Dunkelheit durch Öffnen der Pupille vergrößert. Die Aperturblende (z.B. Augeniris oder fotografische Blende) selbst bleibt jedoch in der Bildebene völlig unsichtbar.

Die Aperturblende wird in ihrem gesamten Durchmesser von allen abbildenden Strahlenbündeln durchlaufen. Eine Änderung hier (z.B. Öffnen oder Schließen) betrifft somit alle Bildpunkte in gleichem Ausmaß! Deshalb bleibt diese Blende in der Bildebene unsichtbar.

	Die Aperturblende als gemeinsamer Querschnitt der abbildenden Strahlenbündel

Wir wissen jetzt, dass die Aperturblende eine auf die Bildebene bezogen unsichtbare Blende zur Regulierung des Lichteinfalls ist (genauer: des Durchmessers abbildender Strahlenbündel). Daneben ist gerade aus der Fotografie auch bekannt, dass eine derartige Blende die Schärfentiefe der Abbildung beeinflußt. Je weiter die Blende geschlossen ist, desto größer ist die Schärfentiefe der Abbildung.

	Aperturblende und Schärfentiefe

Ein Objektpunkt wird - unter idealisierten Bedingungen - nur direkt in der Bildebene als als exakter Punkt wiedergegeben. Davor oder dahinter wird dieser Punkt als "Zerstreuungskreis" abgebildet. Insofern dürfte es praktisch keine Schärfentiefe geben und alles hinter und vor der Bildebene müsste unscharf sein. In der Praxis ist es jedoch so, dass wir durch das begrenzte Auflösungsvermögen unserer Augen die Abbildung bis zu einem bestimmten Durchmesser der Zerstreuungskreise noch als scharf empfinden. Beim Schließen der Aperturblende nimmt deshalb die wahrnehmbare Schärfentiefe der Abbildung zu.

Das sichtbare Bildfeld soll in der Regel scharf begrenzt sein. Hierfür ist eine weitere Blende, die "Feldblende" erforderlich. In der nachfolgenden Abbildung befindet sich diese Blende in der Objektebene und ist als verstellbare Irisblende ausgeführt. Prinzipiell müssen Feldblenden - genauso wie Aperturblenden - nicht immer als verstellbare Irisblende verwirklicht sein. Ein Beispiel für eine nicht verstellbare Feldblende wäre die Begrenzung eines CCD-Chips einer Video- oder Fotokamera.

	Die Feldblende

Apertur- und Feldblende werden, wie das eigentlich interessierende Objekt auch, durch die Linsen eines optischen Gerätes abgebildet. Die Bilder der Aperturblende sind hierbei die "Pupillen" und die Bilder der Feldblende die "Luken" des Strahlenganges. Man unterscheidet dann weiter zwischen "Ein-" und "Austrittspupillen", sowie "Ein-" und "Austrittsluken".

Die Eintrittspupille ist das Bild der Aperturblende, wie es vom Objekt aus sichtbar ist. Wenn keine Linsen zwischen Objekt und Blende liegen ist die Aperturblende gleichzeitig auch die Eintrittspupille. Analog ist die Austrittspupille das Bild der Aperturblende aus der Perspektive der Bildebene. Auch hier ist beim Fehlen von Linsen zwischen Aperturblende und Bild die Blende selbst wieder die Austrittspupille.

	Luken und Pupillen

Bei komplexen optischen Geräten werden im Strahlengang mehrere Bilder der Feld- und Aperturblende erzeugt. Wenn Sie sich an das Prinzip des Zusammengesetzten Mikroskops erinnern wissen Sie, dass das untersuchte Präparat über den Schritt des vom Objektiv erzeugten reellen Zwischenbildes durch das Okular betrachtet auf der Netzhaut abgebildet wird. Befindet sich bei dieser Anordnung eine Feldblende in der Präparatebene, so können bereits 3 Luken ausgemacht werden (die Ebene der Feldblende selbst und ihre zwei Bilder im Zwischenbild und auf der Netzhaut). Die Ebenen, in welchen sich diese Bilder bzw. die Feldblende selbst befinden werden in einander abgebildet. Solche Ebenen bezeichnte man als "konjugierte Ebenen". Dies triftt selbstverständlich auch auf die Bilder der Aperturblende zu, die ebenfalls in zu einander konjugierten Ebenen liegen.

Die oben betrachteten Anordnungen bestanden neben einer abbildenden Linse lediglich aus Feld- und Aperturblende. Die meisten abbildenden Systeme, wie das Mikroskop, sind jedoch komplexer aufgebaut. Die Abbildung erfolgt dann durch eine Vielzahl von Linsen und teilweise über mehrere Zwischenbilder hinweg. Bei derartigen Systemen ist die Gefahr einer Vignettierung besonders groß.

	Vignettierung und ihre Unterbindung durch Feldlinsen

Mehrstufig abbildende Systeme müssen die Luken ("Zwischenbilder") ineinander abbilden. Gleichzeitig müssen jedoch auch die Pupillen ineinander abgebildet werden. Hierzu müssen Feldlinsen im Bereich der Luken angebracht werden. Die obige Darstellung verfügt beim Fehlen einer Feldlinse über zwei miteinander "konkurrierende" Aperturblenden (Fassungen der Linsen 1+2). Durch die Feldlinse wird die Linse 1 auf die Linse 2 abgebildet und eine Vignettierung vermieden.