Lichtstärke (Fotografie)

Die Lichtstärke eines Objektivs beschreibt wie viel von der Originalhelligkeit eines Gegenstandes auf einen Film oder Sensor übertragen wird. In der Optik beschreibt oder misst man diese Lichtstärke durch das Öffnungsverhältnis.

Die Lichtstärke ist neben der Brennweite und dem (meist über die Bilddiagonale angegebenen) Bildwinkel der wichtigste Kennwert eines Objektivs.

Die fotografische Lichtstärke entspricht dem Kehrwert der kleinsten Blendenzahl k eines Objektivs. Entsprechend wird die Lichtstärke auch meistens in der Bruchform 1/k oder 1:k angeschrieben (also 1/2,8 oder 1:2,8). Als alternative Schreibweisen haben sich f/k und F k (also z. B. f/2,8 oder F 2,8) ebenfalls eingebürgert.

Kreisförmige Aperturen abnehmender Lichtstärke.

Man darf die fotografische Lichtstärke nicht mit der Beleuchtungsstärke verwechseln. Die Beleuchtungsstärke beschreibt die Helligkeit eines (flächenhaften) fotografischen Motivs und hat mit dem Vorhandensein oder gar den Eigenschaften einer abbildenden Optik nichts zu tun.

Typische und maximale Lichtstärken

Leica-Objektiv Noctilux mit 1:0,95

Normalobjektive (50 mm im Kleinbildformat) bewegen sich in der Regel bei Lichtstärken von 1:1,2 bis 1:2,8. In einigen Fällen können sie jedoch auch Lichtstärken bis 1:1,0 und mehr erreichen. Das lichtstärkste fotografische Objektiv wurde bei Zeiss entwickelt: Mit dem Planar 1:0,7/50mm konnten Filmaufnahmen von bewegten Szenen bei Kerzenlicht gedreht werden, so etwa im Film Barry Lyndon von Stanley Kubrick.^[1] Die theoretisch höchstmögliche Lichtstärke beträgt 1:0,5 (Abbesche Sinusbedingung).

Weitwinkel- und Teleobjektive weisen in der Regel Lichtstärken um 1:2,8 auf. Bei extremen Brennweiten kann die Lichtstärke, zur Volumen- und Gewichtsreduzierung, auch auf 1:4 oder 1:5,6 reduziert sein. Zoomobjektive (Vario-Objektive) teilen sich meist in solche mit konstant hoher Lichtstärke 1:2,8 oder in solche, kompaktere, mit geringerer, variabler Öffnung (z. B. 1:3,5–4,5). Eine höhere Lichtstärke bedeutet nicht automatisch höhere optische Abbildungsqualität, aber mehr künstlerischen Freiraum hinsichtlich Schärfentiefe und kürzerer Belichtungszeiten.

Vor- und Nachteile

• Manuelle Scharfstellung: Die hohe Lichtstärke kommt bei Spiegelreflexkameras der Helligkeit des Sucherbildes zugute und erleichtert das Scharfstellen. Zudem geht die größere Blendenöffnung mit einer geringeren Schärfentiefe einher, wodurch die Lage der Schärfeebene im Sucher exakter beurteilt werden kann. Einstellhilfen für das manuelle Scharfstellen, wie z. B. Schnittbildindikatoren, funktionieren bei lichtschwachen Objektiven (1:5,6 oder weniger) nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr. Bei Kameras, deren Scharfeinstellung nicht durch das Objektiv erfolgt, ist dieser Aspekt ohne Bedeutung.

• Autofokus (AF): Spiegelreflexkameras verfügen zum Teil über AF-Phasenvergleichssensoren mit unterschiedlich großer Messbasis. Mit Sensoren mit größerer Messbasis kann die Kamera prinzipiell präziser fokussieren. Das setzt Objektive höherer, zum jeweiligen Sensor passenden Lichtstärke voraus.

• Bildgestaltung: Objektive mit hohen Lichtstärken erweitern den gestalterischen Spielraum. Beispielsweise ermöglichen/erleichtern hochlichtstarke Objektive im gemäßigten Weitwinkel- und Telebereich ein Freistellen des Motivs vor unscharfem Vorder- bzw. Hintergrund.

Hier gilt aber auch: Je größer das Aufnahmeformat, desto markanter das Spiel mit Schärfe und Unschärfe (wichtig bei der Wahl von Digitalkameras, mit ihren unterschiedlichen Sensorformaten).

• Nicht zuletzt ermöglicht eine hohe Lichtstärke kürzere Belichtungszeiten und/oder die Verwendung von geringeren Filmempfindlichkeiten mit höherem Auflösungsvermögen und feinerem Korn; bei Digitalkameras mit geringerem Rauschen.

• Größer, schwerer und teurer als vergleichbare Optiken geringerer Lichtstärke.

• Durch die geringe Schärfentiefe (auch DOF genannt, englisch depth-of-field) werden an den AF hohe Anforderungen gestellt und leichte Fehljustierungen schneller sichtbar.

Geschichte und Entwicklung

Generell konnte die Lichtstärke von Objektiven deutlich gesteigert werden. Während die Boxkameras der 1920er und 1930er Jahre eine typische größte Blende von 1:11 hatten, verfügten die Modelle aus den 1950er Jahren bereits über 1:4 oder sogar 1:2,8.

Vergleichsweise lichtstarke Objektive gab es aber bereits länger; ein Beispiel hierfür ist das Petzvalobjektiv, das gemeinsam von Josef Maximilian Petzval und Peter Wilhelm Friedrich von Voigtländer im Jahre 1840 konstruiert wurde; mit einer Offenblende von 1:3,6 war es im Vergleich zu Daguerres Objektiv von 1839 22-mal lichtstärker, was unter günstigen Bedingungen erstmals Porträts mit Belichtungszeiten von weniger als einer Minute ermöglichte. Das Petzvalobjektiv wurde von Voigtländer produziert und mit großem Erfolg weltweit vertrieben; bis 1862 produzierte er 60.000 Stück.

Wesentlichen Einfluss auf die Möglichkeit, Objektive mit hoher Lichtstärke herzustellen, hat das Objektivdesign. Durch die Verwendung von Linsenkombinationen aus verschiedenartigen Gläsern wie Kron- und Flintglas, CaF₂-Linsen, ED-Gläser und Integration von asphärische Linsen konnten Abbildungsfehler trotz großer numerischer Apertur klein gehalten werden.

Einen Meilenstein stellte das Cooke-Triplet dar, das 1893 von Harold Dennis Taylor entwickelt wurde. Es ermöglichte bei preisgünstigen Objektiven eine Lichtstärke von bis zu 1:3,6 (Mitte der 1930er Jahre) und nach Einführung von Lanthan-Glas bis zu 1:2,8. Es wird noch heute verwendet.

Siehe auch

• Fotografische Blende
• Lichtempfindlichkeit
• Lichtstärke (Photometrie)
• Lichtstrom
• Lichttechnik
• Lichtwert
• Fotometrie und Radiometrie
• Raumwinkel und Steradiant

Einzelnachweise

1. ↑ Guinness-Buch der Rekorde 1997 Rubrik Die Kunst: Fotografie. Hamburg 1996

Weblinks

• Fotografische Lichtstärke
• Lichtstärke-Einheiten-Umrechnung (Bionity.com)
• Geschichte lichtstarker Kleinbildobjektive
• Lichtstärke in olypedia.de