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Was passiert beim Fokussieren? - Lichtstärke von Objektiven

dr.m

Themenersteller
Hi, aufgrund einer abschweifenden Diskussion unter Canon/objektive setze ich diese mit der Frage hier fort:

Was ändere ich, wenn ich an meinem Fokusring drehe??
Wenn ich von einer einfachen Linse ausgehe, dann den Abstand zwischen Bildebene (Sensor) und Hauptebene der Linse,und zwar so, dass die Linsengleichung für die vorgegebene Gegenstandsweite erfüllt ist, also eine scharfe Abbildung auf dem Sensor entsteht. Falls nur dies geschieht und sich die Blende auch nicht ändert, sollte die effektive Blende unverändert bleiben.

so ist´s aber wohl nicht. Deshalb wird, so mutmaße ich jetzt mal, auch die Brennweite durch gegenseitiges Verschieben von Linsenelementen verändert (die dann effektive Brennweite genannt wird, wobei ich mir die Frage nach einem Sinn außer Marketing nach dieser Unterscheidung der tatsächlichen "effektiven Brennweite" und der aufgedruckten Brennweite stelle, da ein Objektiv für eine Lichtfarbe zu einem Zeitpunkt nur genau eine einzige Brenweite haben kann).

Wenn jetzt, also bei sich ändernder tatsächlicher Brennweite, aber die Blendenöffnung konstant bleibt, ändert sich zwangsweise das Verhältnis, d.h. insbesondere ein Macro 100/2.8 sollte dann 100/2.8-5.6 o.ä. heißen, da sich die effektive Brennweite doch sehr deutlich bemerkbar macht. Deshalb wird ja auch bei vielen Zooms ein Lichtstärkebereich angegeben, da sich dort (außer der effektiven) auch die tatsächliche Brennweite so gegenüber der Blendenöffnung ändert, dass sich deren Verhältnis deutlich verschiebt.

Vielleicht noch eine Zusatzfrage an juristisch gebildete :-)
Wenn bei Makros der Einfluss auf die Lichtstärke gerade im Makrobereich so groß ist ( bei Canon 2 Blendenstufen lichtschwächer als auf dem Objektiv aufgedruckt ), sollte dann da nicht ein Hinweis schon außen auf der Verpackung bzw. in der Werbung/Internetpräsenz stehen. Auch bei Autos muss ja (inzwischen) ein Hinweis auf die Testbedingungen des Benzinverbrauchs gegeben werden, da ja nicht jeder Käufer so ein Experte mit ganz viel Hintergrundwissen ist. Ich könnte mich schon etwas verarscht fühlen, wenn ich unbedarft ein Objektiv kaufen will, um Kleines ganz Groß zu knipsen: schnell erkenne ich in jedem Laden, je kleiner die Zahl der Lichtstärke, desto höher der Preis. Entscheide ich mich dann für ein "gutes, teures" 2.8er Makro und zahle den dieser Lichtzahl im Vergleich zu anderen Objektiven durchaus entsprechenden Preis, kann ich aber nur Makroaufnahmen wie mit einem Objektiv auf dem eigentlich 5.6 stehen sollte machen. Das ist dann mein Pech, dass ich die innenliegende Anleitung nicht angefordert und gründlich studiert habe.

Gruß und schonmal Danke für die Antworten. Vielleicht habe ich wirklich in der Schule nicht so aufgepasst, als die Optik dran war :-))

PS: Nebenbei, wenn ich einfach mal so durch mein loses Macro schaue und am Fokusring drehe sehe ich eine Änderung der Blendenöffnung, also bleibt diese auch nicht so richtig konstant beim Fokusieren.
 
AW: was passiert beim Fokussieren?? - Lichtstärke von Objektiven

Hi,

ich hoffe, wir haben uns im anderen Thread nicht gegenseitig auf die Fuesse getreten. Ich wuerde gerne noch mal von vorne anfangen und hoffe einfach mal, dass du noch auf meine Antwort Wert legst.

Was ändere ich, wenn ich an meinem Fokusring drehe??
Wenn ich von einer einfachen Linse ausgehe, dann den Abstand zwischen Bildebene (Sensor) und Hauptebene der Linse,und zwar so, dass die Linsengleichung für die vorgegebene Gegenstandsweite erfüllt ist, also eine scharfe Abbildung auf dem Sensor entsteht. Falls nur dies geschieht und sich die Blende auch nicht ändert, sollte die effektive Blende unverändert bleiben.
Bis auf den letzten Satz ist das alles vollkommen korrekt, das hast du ja schon selbst erkannt:
so ist´s aber wohl nicht. Deshalb wird, so mutmaße ich jetzt mal, auch die Brennweite durch gegenseitiges Verschieben von Linsenelementen verändert (die dann effektive Brennweite genannt wird, wobei ich mir die Frage nach einem Sinn außer Marketing nach dieser Unterscheidung der tatsächlichen "effektiven Brennweite" und der aufgedruckten Brennweite stelle, da ein Objektiv für eine Lichtfarbe zu einem Zeitpunkt nur genau eine einzige Brenweite haben kann).
Das ist aber eine Fehlinterpretation. Lassen wir zunaechst mal innenfokussierende Objektive ausser Acht, sondern betrachten ein einfaches Objektiv, bei dem das gesamte Objektiv ausgefahren wird zum fokussieren. Dabei kann sich ja offensichtlich die Brennweite nicht aendern, es veraendert ja nur den Abstand zur Bildebene.
Trotzdem kommt es hierbei zu einem Lichtverlust, sobald der Abstand groesser als die Brennweite (d.h. bei Fokus auf unendlich) ist. Den Lichtverlust kannst du ueber den Verlaengerungsfaktor berechnen:

x=(1+m)^2

wobei m den Abbildungsmassstab bezeichnet. Die Brennweite ist dabei konstant.
Den Effekt kannst du dir im Gedankenexperiment folgendermassen vorstellen. Halte das Objektiv im Abstand der Brennweite vor eine Wand als Bildebene. Du siehst den Bildkreis mit einem scharfen Bild von unendliche entfernten Gegenstaenden. Bewege nun das Objektiv doppelt so weit weg. (Das entspricht der Fokussierung mit einem Abbildungsmassstab von 1:1.) Der Bildkreis wird dadurch doppelt so gross (Strahlensatz). Es kommt aber absolut immer noch die gleiche Menge Licht durch das Objektiv. Daher muss sich die Leuchtdichte des Bildkreises auf ein Viertel reduzieren. Du hast also einen Lichtverlust von effektiv 2 Blenden.

Wenn jetzt, also bei sich ändernder tatsächlicher Brennweite, aber die Blendenöffnung konstant bleibt, ändert sich zwangsweise das Verhältnis, d.h. insbesondere ein Macro 100/2.8 sollte dann 100/2.8-5.6 o.ä. heißen, da sich die effektive Brennweite doch sehr deutlich bemerkbar macht. Deshalb wird ja auch bei vielen Zooms ein Lichtstärkebereich angegeben, da sich dort (außer der effektiven) auch die tatsächliche Brennweite so gegenüber der Blendenöffnung ändert, dass sich deren Verhältnis deutlich verschiebt.
Da sich die Brennweite nicht aendert, und das geometrische Oeffnungsverhaeltnis auch gleich bleibt, sehe ich keinen Grund fuer eine spezielle Markierung in der Bezeichnung. Vor allem, weil die Angaben Brennweite und Lichtstaerke fuer Fokus auf unendlich gelten.

Ausserdem aendert sich bei allen Objektiven die effektive Lichtstaerke gleich im Verhaeltnis zum Abbildungsmassstab. Daher waere so eine Kennzeichnung ueberfluessig und ist durch Angabe des max. Abbildungsmassstabes redundant. Es waere sogar irrefuehrend, da dann ein Makro-Objektiv scheinbar schlechter dasteht als ein Objektiv, das auf einen max. AM von 1:10 beschraenkt wurde.
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: was passiert beim Fokussieren?? - Lichtstärke von Objektiven

Was ändere ich, wenn ich an meinem Fokusring drehe??


http://www.fotolaborinfo.de/foto/makroobjektiv.htm

Dort unter "Zwischenringe"

Stichwort "abnehmende Lichtintensität" bei vergrößertem Auszug.

Im Prinzip tritt der Effekt bei jedem Objektiv auf, nur ist er bei den Einstellmöglichkeiten "normaler" Objektive relativ klein.
Größer wird er erst, wenn man entweder Zwischenringe oder einen Balgen benutzt und so in den echten Makrobereich vorstößt.
Ein Makro ist gewissermaßen ein Objektiv mit eingebautem Balgen.;)
Der Lichtverlust tritt dadurch sowohl bei konventionellen als auch bei innenfokussierenden Makros auf.

Vermutlich bezieht sich die übliche Lichtstärkeangabe einfach auf die Unendlich-Einstellung.
Alle 1000 andere Möglichkeiten kann man ja nicht auch noch eingravieren.
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: was passiert beim Fokussieren?? - Lichtstärke von Objektiven

Hallo Björn,

danke für die ausführliche Antwort.

Die geometrische Betrachtung ist nachvollziehbar. Du beziehst dich damit wohl auf meinen ersten Absatz, bei dem also die Brennweite konstant bleibt und nur die Linse gegenüber dem Sensor zum Fokussieren verschoben wird. Auch setzt Du voraus, dass stets gleich viel Licht durch die Linse dringt und zwischen der Linse und der Sensorebene sich ein Lichtkegel bildet. je größer der Abstand Sensor-Linse, desto größer die Bodenfläche des Kegels, eben quadratisch zum Abstand. Schön und verständlich!! Danke.

Praktisch habe ich jetzt mal folgendes probiert:
Objektive auf gleichmäßig ausgeleuchtet Fläche ( weißer Flachbildschirm, alternativ expodisk) aufgesetzt und bei konstanter Blende die Belichtungszeit in Abhängigkeit von der Fokuseinstellung, also dem Abbildungsmaßstab betrachet, und zwar für das Makro 100/2.8 und ein zoom efs-18-200.
Das zoom soll einen max. Abbildungsmaßstab von 0,35 haben, also sollte sich nach deiner Näherungsformel die Lichtstärke schon spürbar ändern, macht sie aber nicht (Belichtungszeit bleibt konstant, auch der subjektive helligkeitseindruck beim Blick durch den Sucher; es zeigt sich zwar eine zunehmende Vignettierung, deshalb betrachte ich nur das Zentrum und benutze spot-messung).

Laut Handbuch des Makros soll bei einem Abbildungsmaßstab von 1:3 bereits eine Belichtungskorrektur von +1 Belichtungsstufe erforderlich sein - und das ist es auch, wie ebenfalls anhand der Belichtungszeiten und auch mit dem Auge durch den Sucher sichtbar wird, da die Helligkeit des vollständig ausgeleuchteten Suchers beim Drehen des Fokusrings deutlich abnimmt.

Wiso zeigt sich das "billige" suppen-zoom also unbeeindruckt, wenn ich von unendlich auf die Naheinstellgrenze mit einem Abbildungsmaßstab von 1:3 fokussiere, während das "teure" Makro gerade in seinem Spezialgebiet deutlich lichtschwächer wird?


Danke Chis.B. für den Link.

Gruß Martin
 
AW: was passiert beim Fokussieren?? - Lichtstärke von Objektiven

Moeglicherweise (bzw. hoechstwahrscheinlich) verkuerzt das Zoom beim fokussieren im Nahbereich die Brennweite. Bei gleicher Eintrittspupillenoeffnung wuerde es somit etwas lichtstaerker.
 
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