Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret?

[Czarto!]

Gerade frage ich mich, was es eiegntlich mit diesen Blendenzahlen auf sich hat. Wenn ich ein Objektiv habe, dann kann ich ja theoretisch die Blendenlamellen komplett rausbauen und hätte dann eine 100prozentig offene Blende. Wenn ich sie so weit zu mache, dass nur noch ein Loch von einem halben Millimeter bleibt, dann ist sie eben ziemlich geschlossen. Soweit, so gut..

Erste Frage:
Liegt es theoretisch nicht auch am Durchmesser eines Objektivs, wie viel Lichtmenge auf einen Chip kommt? Also wenn mein Objektiv den Durchmesser eines Eimers hätte, würde doch mehr Licht auf dem Chip landen, als bei den normalen Objektivdurchmessern.

Wenn das so stimmt, müsste es ja eine 100prozent-Lichtmenge geben. Also würde eine Blende 1.4 bei einem Normalobjektiv weniger Licht auf den Sensor lassen, als Blende 1.4 bei ein Objektiv mit dem Durchmesser eines Eimers..

Zweite Frage:
Warum wird ein Objektiv mit zunehmender Blendenöffnung teurer? Da müssen doch nur die Lamellen ein wenig weiter aufgemacht werden (mal naiv formuliert).

Danke schon einmal für alle erhellenden Antworten und Links zu schlauen Erklärungsseiten..

 

[laptop24]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Erste Frage:
Liegt es theoretisch nicht auch am Durchmesser eines Objektivs, wie viel Lichtmenge auf einen Chip kommt?

Exakt. Die Blende ist der Quotient aus optischem Durchmesser und optischer Länge.

Angenommen, Du hast ein 100mm Objektiv mit Blende f2,8. Das gleiche Objektiv auf 200mm gerechnet hätte dann nur noch f5,6. Deshalb haben viele Zoom-Objektive zwei Blendenwerte angegeben. Der Objektivdurchmesser ändert sich nicht, aber die Länge ändert sich (die optische).

Zweite Frage:
Warum wird ein Objektiv mit zunehmender Blendenöffnung teurer? Da müssen doch nur die Lamellen ein wenig weiter aufgemacht werden (mal naiv formuliert).

Um lichtstärker zu sein, als ein anderes gleich langes Objektiv muss der Durchmesser der Öffnung erhöht werden. Damit braucht man größere Linsen. Und grössere Linsen sind deutlich teurer. Das Verhältnis ist nicht linear, weil es sich dabei nicht um Fensterglas handelt, sondern um optisches Glas oder Laborglas.

Da beim Lamellen-weiter-aufmachen ja eben diese mal am Objektivgehäuse anstossen, muss das Gehäuse auch grösser im Durchmesser werden. Da bringt es aber nicht wirklich Punkte, wenn das Objektiv einen dicken Bauch hat, in dem die Blendenlamellen verschwinden, weil irgendwann die Linsenöffnung dann mal der begrenzende Faktor ist.

 

[taurui]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Ganz einfach: Die optische Qualität muss beim öffnen der Lamellen erhalten bleiben. Die Hersteller begrenzen die Kit-Zooms ja nicht zum Spaß auf meistens 3.5-5.6, sondern weil sie darunter nicht zu gebrauchen wären. Wenn du auch Licht durchlässt, das unter relativ großen Winkeln, also weit weg von der Mitte, gebrochen wird, können optische Fehler wie Chromatische Abberationen, Verzeichnungen und Vignettierung auftauchen, die bei kleineren Blenden "ausgeblendet" werden. Deshalb steigt auch meistens beim Abblenden die optische Qualität, weil die Bereiche der Linsen, die die Fehler erzeugen, nicht mehr zum Bild beitragen.

-taurui

 

[jar]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Zweite Frage:
Warum wird ein Objektiv mit zunehmender Blendenöffnung teurer? Da müssen doch nur die Lamellen ein wenig weiter aufgemacht werden (mal naiv formuliert).

Danke schon einmal für alle erhellenden Antworten und Links zu schlauen Erklärungsseiten..

ähem, wenn es so einfach wäre bräuchte man nicht so viel Glas

http://ylovephoto.com/en/wp-content/uploads/2009/04/juza_handholding_sigma_200-500_2-8.jpg

http://www.macrolenses.de/bilder/test/Nikkor_2.8_6mm.jpg

 

[devastators]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Deshalb steigt auch meistens beim Abblenden die optische Qualität, weil die Bereiche der Linsen, die die Fehler erzeugen, nicht mehr zum Bild beitragen.

-taurui

kleiner Einwand:

Ich habe (hier) gelernt, dass Deine Beschreibung falsch ist.
Beim Abblenden ändert sich nichts an der gennutzen Oberfläche der Gläser, da die Blende eine Apertur-Blende ist.

Was Du beschreibst ist die Feldblende, die jedoch den Ausschnitt verändert.

 

[Mi67]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Erste Frage:
Liegt es theoretisch nicht auch am Durchmesser eines Objektivs, wie viel Lichtmenge auf einen Chip kommt? Also wenn mein Objektiv den Durchmesser eines Eimers hätte, würde doch mehr Licht auf dem Chip landen, als bei den normalen Objektivdurchmessern.

Wenn auch die Linsen Eimer-Größe annehmen und die Brennweite konstant gehalten wird, dann könnte die Lichtmenge, die am Sensor landet ggf. gesteigert werden.

Wenn man aber Objektive mit unterschiedlicher Brennweite vergleicht, so ist dies nicht mehr so, denn kurze Brennweiten, die einen weiten Bildwinkel haben, benötigen für die gleiche Lichtstärke nun mal eine entsprechend kleinere Eintrittspupille.

Das Ding:
http://www.dreher-it.de/wp-content/uploads/2006/07/Leica_Wow.jpg
lässt z.B. weniger Licht auf den Film bzw. den Sensor gelangen, als dieser Winzling:
http://de.academic.ru/pictures/dewiki/114/95ddf3047a1e738983553f12cb359f6f.JPG

Wenn das so stimmt, müsste es ja eine 100prozent-Lichtmenge geben. Also würde eine Blende 1.4 bei einem Normalobjektiv weniger Licht auf den Sensor lassen, als Blende 1.4 bei ein Objektiv mit dem Durchmesser eines Eimers..

Und da dem so nicht ist, lernen wir, dass der Objektivdurchmesser (genauer: der Durchmesser der Eintrittspupille) nicht nur mit der Lichtstärke, sondern auch der Brennweite skaliert.

Zweite Frage:
Warum wird ein Objektiv mit zunehmender Blendenöffnung teurer? Da müssen doch nur die Lamellen ein wenig weiter aufgemacht werden (mal naiv formuliert).

Um bei höherer Lichtstärke noch eine gleich gute Abbildungsleistung zu erzeugen, muss ein deutlich höherer Aufwand getrieben werden. Man kann nicht einfach sagen: "größerer Linsendurchmesser, sonst alles gleich". Vielmehr müssen dann mehr Linsen genauer und ggf. mit asphärischen Oberflächen ausgestattet und/oder aus Sondergläsern hergestellt werden, damit die hohe Lichtstärke nicht einfach nur ein unscharfes und Kontrast-armes Bild mit massiven Farbfehlern erzeugt.

 

[Mi67]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Ich habe (hier) gelernt, dass Deine Beschreibung falsch ist.
Beim Abblenden ändert sich nichts an der gennutzen Oberfläche der Gläser, da die Blende eine Apertur-Blende ist.

Was Du beschreibst ist die Feldblende, die jedoch den Ausschnitt verändert.

Hmm, wenn sich bei Dir durch Abblenden tatsächlich der Ausschnitt verändert, dann sollte das Equipment schleunigst zum Service!

 

[devastators]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Hmm, wenn sich bei Dir durch Abblenden tatsächlich der Ausschnitt verändert, dann sollte das Equipment schleunigst zum Service!

Du solltest mal Deine Augen besser Abblenden, damit die Schrift schärfer wird

Ich habe nicht geschrieben, dass sich der Bildausschnitt ändert

 

[Mi67]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Du solltest mal Deine Augen besser Abblenden, damit die Schrift schärfer wird
Ich habe nicht geschrieben, dass sich der Bildausschnitt ändert

In welche Richtung muss ich denn den Blendenring drehen, damit die Ausschnitte tiefer werden?

zurück OnT: Ja, Du hast recht, die Linsendurchmesser verringern sich zwar für jeden genutzten Bildpunkt, durch den konstant gehaltenen Bildwinkel (Bildausschnitt) aber natürlich nicht in gleichem Umfang für das Gesamtbild.

Tatsächlich werden zumindest die Front- und Rückelemente eines üblichen 50/1.4 auch noch bis ca. f/5.6 abgeblendet voll ausgenutzt. Man erkennt dies leicht, wenn man z.B. von vorn durch das Objektiv in einem Winkel hindurchsieht, der dem Bildwinkel einer Bildecke entspricht. Erst wenn man dann die gesamte Zirkumferenz der Blendenlamellen sieht, wird bei weiterem Abblenden nicht mehr der gesamte Frontlinsenbereich genutzt.

 

[sehreilig]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

...


Wenn das so stimmt, müsste es ja eine 100prozent-Lichtmenge geben. Also würde eine Blende 1.4 bei einem Normalobjektiv weniger Licht auf den Sensor lassen, als Blende 1.4 bei ein Objektiv mit dem Durchmesser eines Eimers..

..

Ehrlich gesagt, ich verstehe deine Frage nicht.
Was meinst du mit 100% Lichtmenge. Worauf beziehst du die 100%, was soll eine 100%tige Lichtmenge sein, 100% von was ?
Und dass es nicht so ist, wie du hier als These vertrittst, merkst du doch schon daran, dass die Belichtungszeiten nur abhängig von der Blende und der ISO sind. Objektivdurchmesser werden nicht mit eingerechnet.

 

[teddy.774]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Ich denke dem TE war /ist nicht ganz klar woraus der Blendenwert von 1,4 resultiert, denn wenn der Eimer eine Brennweite von 50mm aufweist ist der Blendendurchmesser bei Blende 1,4 einfach 35,7mm (50mmBW/1,4).
Das normale Objektiv hat nur nen Außendruchmesser von 10cm. Und auch da ist der Blendendurchmesser bei 50mm Brennweite und Blende 1,4 eben 35,7mm!
Die Rechnung bleibt die Gleiche egal ob Eimer oder nicht!

Und ich denke mit 100% nimmt der TE ne Blende von 1,0 als das Maximum an.
Was soweit ich weiß allerdings nicht ganz richtig ist, das es doch vereinzelt auch schon Objektive mit F/0,95 gegeben haben soll.

 

[jar]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

das es doch vereinzelt auch schon Objektive mit F/0,95 gegeben haben soll.

sogar 0,7 und als theoretisches Maximum wurde hier 0,35 errechnet

 

[MI5]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Und dass es nicht so ist, wie du hier als These vertrittst, merkst du doch schon daran, dass die Belichtungszeiten nur abhängig von der Blende und der ISO sind. Objektivdurchmesser werden nicht mit eingerechnet.

Diese Aussage ist leider falsch.

Die Belichtungszeit ist davon abhängig wie Du sie einstellst.

Im Falle von Programmautomatik,Blendenautomatik oder Zeitautomatik gilt :
Die Belichtungszeit ist abhängig davon wie die Belichtungsmessung misst. Wenn diese in der Kamera stattfindet so macht es sehr wohl einen Unterschied ob ein Objektiv bspw. bei F1,4 stark vignetiert oder nicht.

Im Falle von Manuelle Belichtung gilt:
Wenn Du die Belichtungszeit manuell einstellst solltest Du darauf achten daß das Ergebnis gleich hell ist. In diesem Fall kann es schnell passieren das Du bei einem stark vignetierendem Objektiv 1/3EV länger belichten musst.

 

[Mi67]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Die Belichtungszeit ist abhängig davon wie die Belichtungsmessung misst. Wenn diese in der Kamera stattfindet so macht es sehr wohl einen Unterschied ob ein Objektiv bspw. bei F1,4 stark vignetiert oder nicht.

Das kommt zusätzlich noch darauf an, ob Mehrfeld-, Integral-, Selektiv- oder zentrale Spotmessung angewählt wurde.

Wenn Du die Belichtungszeit manuell einstellst solltest Du darauf achten daß das Ergebnis gleich Hell ist. In diesem Fall kann es schnell passieren das Du bei einem stark vignetierendem Objektiv 1/3EV länger belichten musst.

Gleich hell wo? Im Zentrum? In halber Bildhöhe? In den Ecken? Im Bildzentrum sollte es auch ohne Veränderung der Belichtung gleich hell bleiben.

 

[sehreilig]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Diese Aussage ist leider falsch.

Die Belichtungszeit ist davon abhängig wie Du sie einstellst.

....

Hmmm, das verblüfft mich. Also, bei der Ermittlung einer Belichtungszeit mittels eines für diese Zwecke hergestellten Messgerätes, welches sowohl in der cam als auch außerhalb einer Cam befinden kann, ja selbst beim einfachen Schätzen der Belichtungszeit wird nicht der Gesamtdurchmesser des Objektives mit in die Messung bzw. Schätzung einbezogen, sondern einzig die eingestellte bzw. vorgewählte Blende.
Auch wenn ich bewusst irgendeine Belichtungszeit einstelle ist es mir völlig egal, welchen Durchmesser die von mir verwendete Linse hat, außer ich will mich bewusst irrational verhalten.
Daraus kann man schließen -wenn man es will- dass der Durchmesser der Frontlinse nicht oder nur absolut unwesendlich die Belichtungszeit bei einer gegebenen Blende beeinflusst.

 

[Slowmo86]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

ja selbst beim einfachen Schätzen der Belichtungszeit wird nicht der Gesamtdurchmesser des Objektives mit in die Messung bzw. Schätzung einbezogen, sondern einzig die eingestellte bzw. vorgewählte Blende.

Der Gesamtdurchmesser spielt auch keine Rolle. Interessant ist für die Berechnung der Blende ist die Brennweite und der Durchmesser der EP.

Formel zur Berechnung:

k = f' / Dep

f' ist die Brennweite
Dep ist der Durchmesser der Eintrittspupille
k ist die Blende ( oder f number )

Die Blende ist kein fixer Wert, sonder gibt nur ein Öffnungsverhältniss an.

Ein Beispiel:

geg Blende 1,4 ; Brennweite 50mm

Umstellen der Formel Dep = f'/k ( 50mm / 1,4 )
Mindestdurchmesser der EP wäre in diesem Fall 3,571cm.

Weiteres Beispiel:
Selbe Blende, aber Brennweite 300mm:
Dep = f'/K ( 300mm / 1,4 )
Mindestdurchmesser der EP wäre 21,42cm. Aus Preisgründen, Gewichtsgründen ( und anderen, ohne näher darauf eingehen zu wollen ) gibt es so eine Linse natürlich nicht. Das Lichtstärkste in diesem Bereich ist ein 300mm 2,0 von Nikon, das allerdings nicht mehr gebaut wird--> mind 15cm Durchmesser.

Wir wissen aber es gibt nur ein 300mm 2,8.
Das müsste folglich einen Mindestdurchmesser von:
(300mm / 2,8) = 10,7cm. ( Siehe Superteles Canon/Sigma )

Ich hoffe jetzt wird klarer, das die Blende kein fester Wert ist, sonder immer ein Verhältniss. So lässt sich auch der Lichtverlust eines Tk gut erklären:

300mm 2,8 + 2x TK. Die EP können wir nicht ändern, also haben wir:
f' = 600mm ; k(Blende)= gesucht die EP ist bauartbedingt vorgegeben. Nehmen wir an, sie hat 11cm

k = f' / Dep k = 600mm / 110mm = 5,45 ~ 5,6 was unserer Erwartung entsprach.

 

[MI5]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

.... wird nicht der Gesamtdurchmesser des Objektives mit in die Messung bzw. Schätzung einbezogen, sondern einzig die eingestellte bzw. vorgewählte Blende.....

dazu schrieb ich

...einem stark vignetierendem Objektiv 1/3EV länger belichten musst....

1/3 EV ist natürlich nicht viel, und das auch nur wenn das Objektiv wirklich stark vignetiert. Das ist der Grund warum es nicht berücksichtigt wird. Wenn man es noch penibler ausrechnen würde bräuchte man die Lichtdurchlässigkeit jeder einzelnen Linse ...

... nur absolut unwesendlich die Belichtungszeit bei einer gegebenen Blende beeinflusst.

d'accord

 

[sehreilig]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Erste Frage:
Liegt es theoretisch nicht auch am Durchmesser eines Objektivs, wie viel Lichtmenge auf einen Chip kommt? Also wenn mein Objektiv den Durchmesser eines Eimers hätte, würde doch mehr Licht auf dem Chip landen, als bei den normalen Objektivdurchmessern.

...

@M15
Wir reden wohl aneinander vorbei.
Natürlich vignitieren Objektive evtl. deutlich und das kann zu längeren Belichtungszeiten führen.
Ich beziehe mich mit meinem Beitrag auf die Ausgangsfrage des TO, die ich hier noch einmal zitiert habe.

 

[Slowmo86]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

1/3 EV ist natürlich nicht viel, und das auch nur wenn das Objektiv wirklich stark vignetiert. Das ist der Grund warum es nicht berücksichtigt wird. Wenn man es noch penibler ausrechnen würde bräuchte man die Lichtdurchlässigkeit jeder einzelnen Linse

Die Vignettierung hat mit der Transmission der verwendeten Gläser nichts zu tun. Vignettierung entsteht nicht durch die "Linsen", sonder eher durch deren Bregrenzungen ( Rändern ) (Feld)Blenden usw.

...einem stark vignetierendem Objektiv 1/3EV länger belichten musst....

Das liegt nicht an der Vignettierung sonder auch an der Blende. Dort wird vom Linsenhersteller ab und an ein bisschen auf und abgerundet. ( siehe letztes Beispiel Blende 5,45 ist auch nur auf 5,6 gerundet ).
Auch die Abbildungsmaßstab kann die Helligkeit ( "Lichtstärke" ) trotz selber Blende negativ beeinflussen. ( siehe Makros ).
Dazu kommt, das die Berechung ( Einstellung Belichtungszeit, Blende, ISO ) in 1/3 Schritten erfolgt. Je nach Kombination ist da schon dadurch mal eine Aufrundung, mal eine Abrundung gegeben.
Die Belichtungsmessung gleicht das natürlich selbständig aus ( sie sieht ja durch die Optik ), bei manueller Wahl kann schon mal 1/3 EV ( im Makro bereich bis zu 4 EV ) unterschied vorliegen, wenn man nur einen gemessenen Wert umrechnet ( z.B. doppelte ISO -> halbe Belichtungszeit ).
Man könnte natürlich die Helligkeit im Randbereich durch eine selektive Belichtungsmessung am Rand ( wenn es dort AF punkte/Messpunkte für die Belichtungsmessung gibt ) messen. Dann würde die Kamera auf die Vignettierung richtig belichten ( das selbe ginge natürlich auch manuell ). Es hätte aber auch zur Folge, das alles im Zentrum überbelichtet ist... Daher macht es eigentlich wenig Sinn.

 

[MI5]

AW: Was bedeutet Lichtstärke eigentlich konkret??

Natürlich vignitieren Objektive evtl. deutlich und das kann zu längeren Belichtungszeiten führen.

Mir ist bloss aufgefallen das Objektive mit grosser Frontlinse weniger vignetieren.

Vignettierung entsteht nicht durch die "Linsen", sonder eher durch deren Bregrenzungen ( Rändern ) (Feld)Blenden usw.

Dies würde meine These stützen.