Blendenstufen bei Zoomobjektiven, Verständnisfrage

Hallo zusammen,

ich hoffe ich stell hier jetzt keine allzu blöde Frage aber ich verstehe den Sachverhalt bei Zoomobjektiven mit nicht durchgehender Anfangsblende nicht ganz. Da gibt es ja Linsen die im WW mit z. B. F2,8 anfangen und nach hinten (Tele) dann nur noch F4,5 oder kleinere Blenden haben.
Warum ist das so bzw. warum kann ich im Telebereich die Blende, die ja prinzipiell eine Öffnung von 2,8 kann, nicht im Telebereich auch auf 2,8 öffnen? Hängt das nun mit den Linsen (Linsengruppen) zusammen oder ist das etwa mechanisch bedingt ?

Gruß
Ralf

Wohl weil Du bei Tele nicht mehr genug Licht auf den Sensor bekommst. Aber eigentlich ist die Frage garnicht blöd. Wenn ich bei Tele die Zeit verlängere, müßte das Licht doch wieder reichen ( Stativ vorausgesetzt) Hallo Fachleute, um Antwort wird gebeten.;)

Ich hoffe, ich erkläre das jetzt richtig ;)

Eine Blende von 1.0 würde einen Lichtverlust von 0 bedeuten, d.h. es kommt hinten genausoviel Licht in der Kamera an, wie vorne ins Objektiv reingeht. Bei einer Anfangsblende von 2.8 kommt allerdings nur 1/8 (3 Blendenstufen = 1:2:2:2) der ursprünglichen Lichtmenge in der Kamera an, der Rest wird vom Objektiv geschluckt. Bei Zoomobjektiven mit veränderlicher Länge wird dann in voller Telestellung nochmehr Licht einfach verschluckt, da diese ihre Länge ändern und damit weniger (im Beispiel eben nochmal 2 ganze Blenden = 1/32) Licht durchkommt.
Man kann natürlich auch die Reduktion in Telestellung verhindern und eine durchgehende Anfangsblende realisieren. Dies erfordert einen wesentlich komplizierteren Aufbau des Objektives, was sich letztlich im Preis bemerkbar macht. Meines Wissens nach, sind das dann Objektive mit Innenzoom, welche ihre Länge nicht mehr ändern (70-200 oder 17-40).

Oder anders gesagt: durch eine Röhre mit 10cm kommt mehr Licht durch, als bei 20cm.

Zitat:

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Zitat von Josef17

Wenn ich bei Tele die Zeit verlängere, müßte das Licht doch wieder reichen.

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Schon richtig, aber dazu mußt Du in der Kamera das Licht über einen längeren Zeitraum "sammeln" und bei der Berechnung der Lichtstärke geht es eben darum, wieviel Licht in gleicher Zeit durchkommt. Bei deinem Argument stopfst Du aber vorne mehr Licht rein, als du hinten rausholst.

Nehmen wir mal ein greifbares Beispiel: Du nimmst eine 50cm Röhre aus Schaumgummi und schüttest eine Tasse Wasser hinein, da hast Du Glück, wenn am anderen Ende ein Schnapsglas voll rauskommt. Jetzt kannst Du natürlich vorne eine ganze Kanne Wasser reinkippen, damit hinten die Tasse wieder voll wird, aber du brauchst mehr Wasser und mehr Zeit dafür. Jetzt nimm eine 75cm Schaumgummiröhre und der Wasserverlust wird noch größer...

Um auf das Objektiv zurückzukommen: Wo dort das Licht im Einzelnen bleibt, kann ich zwar auch nicht sagen, aber ich könnte mir vorstellen, dass es zu Reflexionen oder Brechnungen kommt, wodurch das Licht eben nicht gerade "durchmarschiert". Schließlich muß das Licht durch ne Menge Glas...

Siehe auch http://www.flaschenboden.de/lichtstaerke.html


Gruß Wilhelm

Super erklärt, Heiko!
:respekt:

Danke ihr Beiden, schön erklärt. Der Link von Wilhelm hat nochmal das seinige dazu getan.

Interessanter Link.

Zitat:

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Die Blendenzahl gibt das Verhältnis zwischen wirksamer Blendenöffnung und Brennweite an. Da der Durchmesser der Blende aber niemals größer als der Durchmesser der Frontlinse sein kann, ist also die Frontlinse das tatsächlich begrenzende Element.

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Trotzdem ist mein Sigma 10-20 bei 10mm genauso lichtstark wie mein 70-200/4, obwohl es eigentlich lichtstärker sein sollte (größere Frontlinse, kürzere Brennweite). Hmmm.... *grübel*

Jetzt müßte ich mal googeln, wieviel Linsen im 10-20er und wieviel im 70-200er verbaut sind. Ohne es zu wissen, tippe ich mal auf die größere Anzahl im 10-20er.

so ganz raff ich´s noch nicht. Also, je länger das Objektiv (und je mehr Linsen darin enthalten), desto weniger Licht kommt hinten an. OK
Aber selbst bei Telestellung sollte doch die größtmögliche Blende aus meinem Beispiel F2,8 sein. Ist es vielleicht so, daß diese Blende 2,8 bei der Telestellung dann Blende 4,5 entspricht ?

Es hängt auch mit dem Lichtkegel (Sichtkegel) zusammen, der eingefangen wird. Wenn man ein Tele verlängert, ändert sich der Lichtkegel, er wird schmäler und somit die Lichtmenge weniger.
Wie Heiko schon schreibt, fällt das bei Innenfokussierung weg.
Wenn Du durch eine Klopapierrolle blickst, kommt mehr licht durch, als durch ein Staubsaugerrohr.
Das Beroflex 500/8 ist so ein Rohr und kann daher nur f8, das Pentacon 300/4 hat dagegen 2,5 kg und hat einem mächtige Frontlinse, um das Licht für f4 zu fangen.

Ein 50/1,4 hat sehr große Gläser. Ein 50/2,0 kommt mit der Hälfte aus. Die Kitzooms haben sehr kleine Linsen und daher nur f3,5.

mfg Peter

@Peter: Klopapierrolle und Staubsaugerrohr... der Vergleich gefällt mir und verdeutlicht das Prinzip, denn beide haben den gleichen Durchmesser. :D

@A319:
Da hast Du einen Denkfehler. Die Blende f2.8 ist keine feste Größe im Bezug auf den Durchmesser, sondern eine eine feste Größe in Bezug auf die Lichtmenge. Pro Blende ergibt sich eine Halbierung der Lichtmenge (welche z.B. durch Verdoppelung der Belichtungszeit ausgeglichen werden kann).

1,0 = Lichtdurchlaß 1:1 (und damit gleiche Öffnungsgröße von Frontlinse und Blende)
1,4 = 1:2 = 1/2
2,0 = 1:2:2 = 1/4
2,8 = 1:2:2:2 = 1/8
4,0 = 1:2:2:2 = 1/16
5,6 = 1:2:2:2:2 = 1/32
8,0 = 1:2:2:2:2:2 = 1/64
usw.

d.h. also eine Blende mit einer Öffnung von sagen wir mal 3cm Durchmesser entspricht bei 18mm Brennweite eben Blende 2,8. Zoomst Du jetzt auf 55mm verlängert sich die Brennweite und auch die Objektivlänge (Tubus fährt aus) und plötzlich entspricht die gleiche Öffnung von 3cm eben nur noch eier Blende 4,5, weil eben weniger Licht durchkommt.

Wenn man jetzt noch bedenkt, dass eine Blendenstufe eine Halbierung der Kreisfläche der Frontlinse bedeutet, werden die Zusammenhänge von Brennweite, Objektivlänge und Lichtstärke immer komplizierter.. :(

Also bemühen wir mal die Wikipedia, die dazu folgendes weiß:

Zitat:

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Bei den Blendenzahlen handelt es sich um relative Werte, die sich durch Division der Brennweite durch den effektiven Öffnungsquerschnitt (Durchmesser der Eintrittspupille) ergeben. Die alte (vollständige) Schreibweise der Blendenzahl (BZ) lautete dementsprechend f/(BZ); „f/4“ entspricht der heutigen Blendenzahl 4.
Der Wert bei voll geöffneter Blende wird als Lichtstärke bezeichnet. Ein Objektiv mit Blende 2 hat bei 50 mm Brennweite einen effektiven Öffnungsquerschnitt (Durchmesser der Eintrittspupille) von 25 mm, ein 135 mm-Teleobjektiv hat dagegen bereits einen Durchmesser von 67,5 mm. Deshalb werden Objektive mit längerer Brennweite im allgemeinen mit geringer Lichtstärke gefertigt oder sind bei hoher Lichtstärke überproportional teurer.
Die Blendenzahl ist der Nenner eines Bruchs; daraus erklärt sich der scheinbare Widerspruch, dass eine größere Blendenzahl eine kleinere Blendenöffnung bezeichnet.

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Den komlpetten Artikel gibt es hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Blendenstufe

Nicht nur die Größe der Frontlinse spielt eine Rolle, sindern die Größe den internen Linsen, der Blende, des Bajonetts etc. etc...

Wie bei der Kette das schwächste Glied = bei der Optik die engste Stelle

Du meinst, wir hätten dann einen Lichttrichter und demzufolge an der engsten Stelle nen Lichtstau? Bei einer Trichterwirkung würden Frontlinsen, die größer als der Sensor sind, ein bissel unsinnig werden, oder?
Zum Glück der Strahlengang kegelförmig und die engste Stelle gerade groß genug. Allerdings stellt sich mir dann die nächste Frage: wo liegt die physikalische Grenze bei APS-C oder Vollformat in Bezug auf Brennweite und handhabbarer Lichtstärke?

Zitat:

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Zitat von Heiko

Du meinst, wir hätten dann einen Lichttrichter und demzufolge an der engsten Stelle nen Lichtstau? Bei einer Trichterwirkung würden Frontlinsen, die größer als der Sensor sind, ein bissel unsinnig werden, oder?

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Ne, es geht ja auch um das "Sammeln" von Lichtstrahlen. Und in eine große Linse kann mehr Licht einfallen, dass dann durch weitere Linsensysteme gelenkt wird, als in eine kleine Frontlinse.


@alle: Bitte auch nicht vergessen, dass der F-Wert nur ein rechnerischer Wert ist, der das Verhältnis von Brennweite und dem Durchmesser der Eintrittspupille (nicht dem der Frontlinse) ist. Die "wahre" Lichtstärke wird durch den T-Wert angegeben, der aber selten bei Fotoobjektiven genannt wird (anders als bei Filmkameras zum Beispiel).

Zitat:

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Zitat von LucisPictor

Und in eine große Linse kann mehr Licht einfallen, dass dann durch weitere Linsensysteme gelenkt wird, als in eine kleine Frontlinse.

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Genau darauf wollte ich hinaus, Carsten. Da muß nämlich die engste Stelle nicht das limitierende Glied, sondern ein auf optimales Zusammenspiel mit Frontlinse und Brennweite abgestimmes Teil des Ganzen sein.

Daher auch meine Frage, wie lange es Sinn macht (von den Kosten mal abgesehen), eine Frontlinse immer weiter zu vergrößern, ohne dass die Lichtstärke - durch die Bajonettöffnung als limitierende Konstante - zu klein wird (OK, ich könnte ja auch 2 Minuten belichten... ;D )