Physik-Frage: Einfluss von Objektivdurchmesser
 

Was ich mich immer schon gefragt habe und nie wirklich verstanden habe:
Inwieweit beeinflusst der Durchmesser eines Objektivs dessen Lichtstärke?
Hat ein Objektiv mit einer kleineren Anfangsblende automatisch einen größeren Durchmesser der Frontlinse?
Ist die Blendenzahl eine Angabe relativ zum baulichen Durchmesser des Objektivs oder eine absolute Zahl? Sprich, bedeutet Blende 8 bei einem Objektiv von 49mm Filterdurchmesser die gleiche Lichteintrittsöffnung wie bei einem Objektiv mit 72mm? Oder ist das ein Prozentwert der maximalen Öffnung und ich erhalte dadurch eine kürzere Belichtungszeit beim "dickeren" Objektiv?
Bringt Offenblende bei größerem Objektivdurchmesser mehr Lichtausbeute (bei gleicher Blendenzahl)?

Hey Karin,

es gibt eine Formel für die Zusammenhänge zwischen Brennweite, Blendenzahl und Blendenöffnung (Durchmesser).

Blendenöffnung = Brennweite / Blendenzahl

Aus der Formel läßt sich ablesen, daß bei konstanter Brennweite die Blendenöffnung immer größer wird, je lichtstärker das Objektiv ist. Ebenso ist offensichtlich, daß bei konstanter Lichtstärke die Blendenöffnung mit der Brennweite zunimmt.

Der Durchmesser der Objektive geht natürlich über den Durchmesser der Blendenöffnung nochmal hinaus (Gehäuse, Rand, der bei vollständig göffneter Blende stehen bleibt).


Dat Ei

"Kleinere" Anfangsblende = von 2.8 auf 1,2? Dann ja. Denn die Brennweite ist dieselbe, also bedeutet der Schritt von 2,8 auf 1,2, dass sich die Öffnung der Blende vergrössert, und die braucht deswegen mehr Platz nach aussen. Ein 50er 2,8 braucht eine Öffnung von etwa 2cm, ein 50er 1,4 schon mehr als 4cm. Das wirkt sich natürlich auf die Frontlinse aus.

Ja.

Nein. Ein 300er 2,8 ist ein 300er 2,8, und wenn der Hersteller eine Riesenfrontlinse einbaut, ändert das daran nichts. Ein 300er 2,8 hat also etwa eine Öffnung von 11cm. Mehr Licht geht da nicht durch, egal ob die Frontlinse 14 oder 24cm Durchmesser hat.

Denk dran, Du kannst einen externen Belichtungsmesser kaufen, der nichts darüber wissen will, was Du für eine Kamera hast und was für eine Linse draufsteckt. Das, was der Dir erzählt, gilt für die Fachkamera genau so wie für die 6x6 Mittelformat oder die Minidigitalknipse. Der ganze Lichtkram zieht sich, völlig unabhängig von der Bauart, durch und hängt nur vom "magischen Dreieck" Blende - Zeit - ISO ab.

Grüsse vom Bodensee,

Michael

Siehe Dat Eis Antwort.

Nicht unbedingt, da hier auch bauliche Gegebenheiten eine Rolle spielen. Das 28-75mm /2,8 ist z.B. aufgrund einer besonderen Konstruktion rel. klein im Durchmesser und WW-Objektive brauchen z.B. auch deshalb eine so rel. große Frontlinse, um die großen Bildwinkel überhaupt zu ermöglichen. Aber grundsätzlich kann man die Frage schon mit ja beantworten, also ein 50mm /1,4 hat eine größere Frontlinse als ein 50mm /2,8 usw.

Nicht unbedingt zum baulichen Durchmesser des Objektivs (dabei denkt man ja eher an die Fassung), sondern zum Durchmesser der Frontlinse, abhängig von der Brennweite (ein 100mm /2,8 hat eine größere Frontlinse als ein 50mm /2,8). Die Blende ist eine Verhältniszahl, die auch von der Brennweite abhängt.

Ja, wenn die Vergleichsobjektive die gleiche Brennweite haben. Auch hier können aber bauliche Gegebenheiten eine Rolle spielen, so daß man die Frage nicht ganz so einfach beantworten kann, aber prinzipiell ist das so richtig.

Zwei mal nein.

Nein. Gleiche Blende bei gleicher Brennweite = gleiche Belichtungszeit, unabhängig von der Lichtstärke/"Anfangsblende". Minimale Abweichungen durch bauliche Gegebenheiten (Linsenzahl, Vergütungen usw.) sind hier zwar wieder möglich, aber nicht praxisrelevant.

dank euch schön, ihr habt ein paar Denkfehler meinerseits eliminiert.

Das heißt also, dass die sogenannten "Lichtriesen", also lichtstärkere Objektive, tatsächlich nur bei Offenblende einen Vorteil in der Belichtungszeit haben und sobald man die Blende ein wenig schließt, das dann genauso "lichtstark" ist wie eines mit einer höheren Anfangsblendenzahl.
Der Unterschied ist dann nur noch der noch geringere Tiefenschärfebereich bei noch größerer Offenblende.
Hm.

Der höhere Preis und die höhere Qualität beim sagen wir mal KoMi 80-200mm f2.8 gegenüber den KoMis 70-210/4 -> 70-210/3.5-4.5 -> 100-200/4.5 -> 70-210/4,5-5,6 ergibt sich also nur aus der optischen Qualität der Linsen und ich brauche bei Blende 8 und 100mm Brennweite bei allen die gleiche Belichtungszeit?
Erstaunlich.

Hey Karin,

vollkommen richtig verstanden. Bei gleichen Bedingungen und gleichen ISOs führen gleiche Blenden zu gleichen Belichtungszeiten.

Lichtstarke Objektive lohnen dann, wenn man möglichst kurze Belichtungszeiten (z.B. Sport) oder möglichst kurze Schärfentiefen (z.B. Portrait) benötigt. Der Aufwand, um ein möglichst gutes, lichtstarkes Objektiv herzustellen, steigt überproportional. Das liegt nicht nur daran, daß die Bauform größer wird und größere Gläser verbaut werden müssen, sondern auch die Korrektur von CAs und eine möglichst homogene und hohe Schärfe über die Fläche deutlich schwieriger wird. Dieser unterschiedliche Aufwand läßt sich gut nachvollziehen, wenn man einmal lichtstarke Objektive der Dimage-Serie, des 4:3-Systems, der Crop-Kameras und der Vollformaten vergleicht.


Dat Ei

Das bezieht sich aber wieder nur auf Offenblende, oder? (Bei Sport überhaupt relevant???)

Hey Karin,

ja, da Du bei lichtstarken Objektiven die Blende sehr weit öffnen kannst, erhälst Du damit möglichst kurze Verschlußzeiten. Dies ist bei den meisten Sportarten die relevante Größe, insbesondere, wenn die Sportarten sehr schnell sind (z.B. Motorsport) und/oder bei schlechten Lichtbedingungen (z.B. in der Halle) ausgeübt werden.

Zudem kommt hinzu, daß bei der Sportphotographie meist sehr lange Teleobjektive zum Einsatz kommen, die von Haus aus schon eine kurze Belichtungszeit benötigen, um das Bild nicht zu verwackeln (Pi-mal-Daumenregel: Belichtungszeit = 1/Brennweite).


Dat Ei

NUR ist gut... Je grösser die Linsen, desto teurer wird die Herstellung. Vor allem im Aussenbereich einer Linse werden die Probleme mit Farbsäumen und so Kram imens. Und je grösser der Linsendurchmesser, desto schlimmer wird es. Die meisten Objektive machen deswegen abgeblendet bessere Bilder als bei Offenblende. Du bekommst also mit einem guten 2,8er Objektiv, abgeblendet auf 5,6, ein besseres Bild (heisst: ohne Farbsäume, vielleicht schärfer...) als mit einem Objektiv, das von vornherein eine 5,6er Offenblende hat. Aber klar, von der Papierform her, also von der Belichtungszeit, siehst Du keinen Unterschied.

Wenn man bedenkt, dass wir mit Begeisterung ein Ofenrohr auf unsere nagelneuen Sonys schrauben, das vor über 30(!) Jahren das erste Mal im Laden zu kaufen war, dann sieht man doch, dass der Objektivbau nichts wirklich Neues zu Wege gebracht hat. Teilweise sogar im Gegenteil, wenn heute der Controller spricht, dann wird halt billiges Plastik verbaut und das Objektiv ist dementsprechender Murks.

Michael

Genau das ist der Knackpunkt (neben der Offenblendgeschichte). Darüber hinaus sind lichtstarke Objektive meist (sicher nicht immer) auch besser verarbeitet, haben möglicherweise einen schnell(er)en AF usw. Also wer mal einen Weißen Riesen o.ä. benutzt hat, wird den (Preis)Unterschied zu z.B. einem 70-210mm /3,5-4,5 verstehen. Letzteres ist ein gutes Objektiv, aber trotzdem wäre der Vergleich unfair.

Andererseits sehe ich es aber auch so, daß ein lichtstarkes Objektiv nur dann sinnvoll ist, wenn es bei Offenblende oder zumindest bei offenerer Blende im Vergleich zu anderen Objektiven auch gute oder bessere Leistung bringt. Ein Zoom mit durchgängig f2,8, das aber erst bei f5,6 wirklich gut wird, braucht daher kein Mensch, sowas kostet nur Geld, ist unnötig groß usw. Und auf der anderen Seite kann ein lichtschwächeres Zoom, das offen schon wirklich gut ist, wirklich sinnvoll sein: günstiger, leichter und vielleicht reicht die Lichtstärke ja schon für die meisten Zwecke.

Aber das ist dann alles wieder eine Frage der Leistung individueller Objektive.

Eigentlich wurde das gleiche Thema kürzlich schon hier besprochen, wo Karin selbst auch geantwortet hatte (:?:): http://www.sonyuserforum.de/forum/sh...ad.php?t=61628

Abgesehen davon...

Die größere Lichtstärke, was ja einfach nur ein anderer Name für die größte einstellbare Blende ist, hat auch den Vorteil, dass die theoretische Auflösung, also die "unterscheidbaren Linenpaare" :P bei größerer Öffnung besser ist. Hat schon einen Grund, warum in der Astronomie die Fernrohre nicht mit Brennweite sondern Durchmesser protzen ;)

Naja, meine Frage in diesem Thread ist nicht ganz die gleiche...
Ich hatte in meiner Antwort in dem von dir verlinkten Thread schon einen ganzen Sermon getippt, als ich mir der Physik beim Benennen der Blendenzahlen plötzlich nicht mehr sicher war. Nachdem auch mein (fast) allwissender Göttergatte keine sichere Antwort wußte, habe ich die Frage hier gestellt:

gibt die Blendenzahl einen Prozentwert des Objektivdurchmessers an oder ist das eine absolute Größe, die unabhängig vom Durchmesser immer gleich groß ist

Oder möglichst kürzer als nach der Daumenregel. Je kürzer die Belichtungszeit, desto unwahrscheinlicher sind Verwacklungen.

Vielleicht habe ich eine Antwort überlesen, aber zur Frage der sinnvollen Blende z.B. bei Sport:
Es gibt Grenzen bzgl. des Aufblendens, die Tiefenschärfe wird irgendwann so klein, dass evtl. die Genauigkeit des AF überfordert ist bzw. die Bildwirkung leidet. Die enge Tiefenschärfe bei Blenden unter 2,8 gestalterisch einzusetzen erfordert schon viel Können. Oft genug muss wohl auch ein Könner abblenden, damit alles Bildwichtige scharf wird.
Jan

Die Blendenzahl ist das "Verhältnis von Brennweite zum Durchmesser der Eintrittspupille"!

N=f/D

D ist NICHT der Objektivdurchmesser und auch NICHT der Durchmesser der Frontlinse, sonder der Durchmesser der "Eintrittspupille"!

Die Eintrittspupille ist das Bild der Blende durch die Frontlinse betrachtet. Speziell WW-Objektive haben wesentlich größere Frontlinsen als die Entrittspupille groß ist. Bei Tele-Objektiven kann man schon eher davon ausgehen, dass der Durchmesser der Frontlinse dem Durchmesser der Eintrittspupille entspricht.

Ich hoffe, ich habe nicht noch mehr verwirrt, aber so ist es halt exakt ausgedrückt...:lol: