Konstante Blendenzahl über den gesamten Brennweitenbereich. Warum?

Aloha.

Vor etwas län­ge­rer Zeit ist ein befreun­de­ter Foto­graf an mich her­an­ge­tre­ten und wollte von mir einen ganz bestimm­ten tech­ni­schen Sach­ver­halt erklärt bekommen.

Er hatte sich gefragt, warum zum Bei­spiel bei einem Objek­tiv 70–200/4 die Blende bei jeder Brenn­wei­te durch­ge­hend gleich ist und wie dies in Zusam­men­hang mit dem Durch­mes­ser der Front­lin­se steht.

So spon­tan konnte ich Ihm die doch sehr kom­ple­xen Zusam­men­hän­ge auch nicht ver­ständ­lich dar­le­gen, aber in Zukunft kann ich jetzt immer auf meinen Arti­kel zu diesem Thema ver­wei­sen, der dies alles hof­fent­lich plau­si­bel erklärt.

Nehmt es mir aber bitte jetzt nicht übel, dass ich nicht jeden foto­gra­fi­schen Begriff oder solche aus der Optik haar­klein erklä­re, den dies würde aus diesem Arti­kel eine wis­sen­schaft­li­che Abhand­lung von der Stärke eines Tele­fon­buchs machen. Wo es meiner Mei­nung nach nötig erscheint, setze ich aber Links auf wei­ter­füh­ren­de Infos in der Wiki­pe­dia oder ähn­li­chen Informationsportalen.

Okay, mögen die Spiele begin­nen und das am besten mit der Theorie ;-)

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Wie defi­niert sich die Blende (kor­rek­te Blen­den­zahl) überhaupt:

Die Blen­den­zahl (f2.8, f4, …) ent­steht aus dem Bruch Brenn­wei­te / Durch­mes­ser der Ein­tritts­pu­pil­le. Wobei der Durch­mes­ser der Ein­tritts­pu­pil­le nicht dem tat­säch­li­chen Durch­mes­ser der Blende (Iris­blen­de) ent­spre­chen muss. Ein­tritts­pu­pil­le ist das Bild der kör­per­li­chen Blende, das die Linsen vor der Blende erzeu­gen. Also objekt­sei­tig (objekt­sei­tig = auf der Seite des Motivs).

Erste Erkennt­nis­se:

Hier­aus leiten wir jetzt unsere erste Erkennt­nis ab, die da wie folgt lautet:

Würde sich die Ein­tritts­pu­pil­le pro­por­tio­nal zur Brenn­wei­te ver­än­dern — wie ja ver­mu­tet — würde sich die Blen­den tat­säch­lich verändern.

Bei­spiel: 70–200/2.8; Blende 2.8 bei 70mm; Blende 5.6 bei 140mm; …

Jetzt ist aber zum Glück die Ein­tritts­pu­pil­le nicht kon­stant, son­dern hängt direkt von der gewähl­ten Brenn­wei­te ab. Bei unse­rem Bei­spiel-Objek­tiv — dem 70–200/2.8 — also einem Zoom­ob­jek­tiv mit durch­ge­hen­der Blende, wächst der Durch­mes­ser der Ein­tritts­pu­pil­le pro­por­tio­nal mit der Brenn­wei­te und dies ist auch der Grund, warum die Blende (Blen­den­zahl) kon­stant bleibt.

Ein Ver­such der Verdeutlichung:

Um dies zu Ver­deut­li­chen, muss ich an dieser Stelle ein­fach mal mit fik­ti­ven Werten rech­nen (diese sind von Objek­tiv zu Objek­tiv natür­lich unter­schied­lich und wahr­schein­lich nur dem Her­stel­ler bekannt).

Bei­spiel 1: Brenn­wei­te 70mm / Ein­tritts­pu­pil­le 25mm = Blende (70mm / 25mm = 2.8 )
Bei­spiel 2: Brenn­wei­te 140mm / Ein­tritts­pu­pil­le 50mm = Blende 2.8 (140mm / 50mm =2.8 )
Bei­spiel 3: Brenn­wei­te 200mm / Ein­tritts­pu­pil­le 71.4mm = Blende 2.8 (200mm / 71.4mm = 2.8 )

Wir können an dieser Stelle so rech­nen, weil sich die Ein­tritts­pu­pil­le ja pro­por­tio­nal zur Brenn­wei­te ändert und daher in unse­rer Glei­chung die Blende unver­än­der­lich bei 2.8 bleibt.

Bei­spiel 3 zeigt uns auch sehr schön, warum der Durch­mes­ser der Front­lin­se immer größer/gleich der maxi­ma­len Ein­tritts­pu­pil­le sein muss. In unse­rer Rech­nung kommt ja als Wert für die Ein­tritts­pu­pil­le bei 200mm Brenn­wei­te ein Wert von ca. 71,4mm heraus und der Front­durch­mes­ser ist bei 2.8er-Tele-Objektiven meis­tens 77mm oder sogar noch größer.

Ein befreun­de­ter Foto­graf — Daniel Boett­cher — war so freund­lich, zu diesem Rechen­bei­spiel eine Sche­ma­zeich­nung anzu­fer­ti­gen, wofür ich Ihm an dieser Stelle noch einmal danken möchte.

Gilt dies auch bei Objek­ti­ven mit ver­än­der­li­cher Blende?

Bei Objek­ti­ven, wie zum Bei­spiel dem 18–55/3.5–5.6, trifft diese Rege­lung auch zu, nur das hier die Ein­tritts­pu­pil­le halt nicht pro­por­tio­nal (man könnte auch sagen nicht schnell genug) zur Brenn­wei­te wächst und daher die Blen­den­zahl auch nicht kon­stant gehal­ten werden kann.

Begriff­lich­kei­ten:

An dieser Stelle würde ich gerne noch schnell ein paar Begriff­lich­kei­ten klären:

Iris­blen­de = Das mecha­ni­sche Teil, wel­ches von uns immer als Blende bezeich­net wird. Die Blende hat eine varia­ble Öff­nungs­wei­te. Die Öff­nung kann in einer Art und Weise vari­iert werden, dass sie unab­hän­gig von der Größe immer nahezu kreis­för­mig ist und der Mit­tel­punkt kon­stant bleibt.

Kör­per­li­che Blende = Schwie­rig zu erklä­ren, grob for­mu­liert aber schlicht und ergrei­fend die opti­sche Kon­struk­ti­on des Objek­ti­ves an sich, zumin­dest der Teil, wel­cher vor der Iris­blen­de liegt. Das Licht fällt von vorne ins Objek­tiv (hier schon begrenzt auf 77mm) und brei­tet sich im Objek­tiv durch Linsen begrenzt aus, wobei der Schnitt­punkt in der Mitte der Iris­blen­de liegt. Das kann sich unge­fähr wie eine auf der Seite lie­gen­de Sand­uhr vor­stel­len. Die beiden von dieser kör­per­li­chen Blende erzeug­ten Bilder nennt man auch Pupil­len. Die vor der Iris­blen­de lie­gen­de (motiv­sei­tig) heißt daher auch Ein­tritts­pu­pil­le und die Sen­sor­sei­ti­ge Austrittspupille.

Wei­ter­füh­ren­de Informationen:

Im Bedarfs­fall wei­te­re Erklä­run­gen ein­fach mal hier nachschlagen:

Tech­nik­le­xi­kon — Blende (Suchen nach Aper­tur­blen­de)
Elmar Bau­mann — Blende, Ein­tritts­pu­pil­le, Austrittspupille, …

Resü­mee:

Es sollte jetzt klar gewor­den sein, dass ein 70–200/2.8 nicht nur bei 70mm eine Licht­stär­ke von f=1:2.8 auf­weist oder — was für uns natür­lich besser wäre — diesen Wert bei 200mm erreicht und dieser beim Rein­zoo­men noch klei­ner wird (also in Rich­tung f=1:2.0). Und jetzt wün­sche ich noch viel Spaß beim Arbei­ten mit der kon­stan­ten Blende über den gesam­ten Brennweitenbereich ;-)

Das Klein­ge­druck­te:

Für Rück­fra­gen, Ver­bes­se­rungs­vor­schlä­ge, Ideen zur Erwei­te­rung dieses Arti­kels und Co. bin ich natür­lich stets zu haben. Nutzt dazu doch bitte die Kom­men­tar­funk­ti­on unter­halb dieses Arti­kels :-D

Ich weise an dieser Stelle auch noch einmal freund­lich darauf hin, dass dieser Arti­kel – und natür­lich auch alle ande­ren auf diesem Blog – nicht so ein­fach unge­fragt kopiert und an ande­rer Stelle im Inter­net wieder ein­ge­fügt werden dürfen. Sollte berech­tig­tes Inter­es­se an diesem oder ande­ren Texten bestehen, so schreibt mich ein­fach an. Danke ;-)