4. Blende

In (fast) allen Objektiven befindet sich in der Mitte des Gehäuses eine kreisrunde Öffnung, die Blende. Durch lamellenförmig angeordnete lichtundurchlässige Elemente kann die Größe der Blendenöffnung verändert werden.

Die Blende dient der Steuerung der Lichtmenge, die durch das Objektiv fällt. Sie arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie ein Wasserhahn: Je weiter sie geöffnet wird, umso mehr Licht gelangt durch das Objektiv und umso heller wird das projizierte Abbild auf dem Sensor.

Blendenöffnung

Die Öffnung der Blende ist in der Regel fast kreisrund. Eine Verdoppelung des Kreisdurchmessers führt in etwa zur einer Vervierfachung der Kreisfläche. Beträgt der Durchmesser der Blendenöffnung beispielsweise 12 mm, so wird viermal mehr Licht die Blende passieren als bei einer Blende, deren Durchmesser nur 6 mm beträgt.

Der Durchmesser der Blendenöffnung wird nicht als absolute Zahl, sondern als Bruchzahl angegeben (z.B. "f/2.8"). Der Platzhalter "f" steht dabei für die Objektivbrennweite. Die Zahl unterm Strich (der Divisor) wird als Blendenzahl bezeichnet.

Das bedeutet, dass ein und dieselbe Blendenzahl bei unterschiedlichen Objektivbrennweiten ganz unterschiedliche Durchmesser der Öffnungen beschreibt. Blendezahl 2.0 bedeutet beispielsweise, dass die Blendenöffnung bei einem 50-mm-Objektiv einen Durchmesser von 25 mm (50 mm : 2,0) und bei einem 100-mm-Objektiv einen Durchmesser von 50 mm (100 mm : 2,0) hat. Da die Verdoppelung des Durchmessers in etwa zu einer Vervierfachung der Lichtmenge führt, lässt das 100-mm-Objektiv viermal mehr Licht passieren als das 50-mm-Objektiv bei gleicher Blendenzahl.

Das ist auch notwendig, da bei längeren Brennweiten weniger Licht am Sensor ankommt als bei kürzeren Brennweiten. Wie bereits erwähnt, führt die geringere Lichtbrechung langbrennweitiger Objektive dazu, dass sie ein größeres Abbild projizieren als kurzbrennweitige Objektive. Genauer gesagt führt eine Verdoppelung der Brennweite zu einer Vervierfachung der Fläche des Abbilds. Das vorhandene Licht breitet sich also auf einer vierfach größeren Fläche aus, das Abbild hat deshalb auch nur noch ein Viertel der Beleuchtungsstärke (Helligkeit) des ursprünglichen Bilds.

Um diesen "Helligkeitsverlust" wieder auszugleichen, muss bei einem Objektiv mit doppelter Brennweite viermal mehr Licht durchgelassen werden als bei einem Objektiv mit einfacher Brennweite. Mit anderen Worten: der Durchmesser der Blendenöffnung muss verdoppelt werden.

Die Blendenzahl beschreibt demnach das Verhältnis von Brennweite und tatsächlicher Öffnungsweite der Blende. Dadurch wird erreicht, dass bei gleicher Blendenzahl unabhängig von der Brennweite des Objektivs immer ein gleich helles Abbild auf den Kamerasensor projiziert wird. Es kommt immer die gleiche Lichtmenge am Sensor an, weil je nach Brennweite dieselbe Blendenzahl zu unterschiedlichen Durchmessern der Blendenöffnung führt, z.B. bei Blende 2.0 zu 25 mm Durchmesser bei 50-mm-Objektiven und zu 50 mm Durchmesser bei 100-mm- Objektiven.

Dies gilt jedenfalls für Motive mit einem gewissen Abstand zum Objektiv. Im Nahbereich stimmt das Verhältnis von Blendenzahl und Helligkeit leider nicht mehr, weil der Abstand zwischen Objektiv und Abbild zu stark von der Brennweite abweicht. Wer in der Makrofotografie mit einem externen Belichtungsmesser arbeitet, muss dies berücksichtigen.

Blendenzahl

Meist wird die Blende allein durch die Blendenzahl beschrieben, also z.B. Blende 2.8. Je kleiner die Blendenzahl, desto größer ist die tatsächliche Öffnung der Blende.

Am Objektiv selbst oder an der Kamera kann meist die Größe der Blendenöffnung durch die Wahl einer entsprechenden Blendenzahl eingestellt werden. Dabei kann die Blendenzahl in bestimmten Stufen ausgewählt werden, z.B. in ganzen Stufen 1.4 - 2 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16 - 22. Jede Stufe aufwärts (z.B. von 2.8 auf 4) bedeutet, dass sich die Lichtmenge halbiert, die die Blende passiert. Umgekehrt bedeutet jede Stufe abwärts (z.B. von 8 auf 5.6), dass sich die Lichtmenge verdoppelt.

An den meisten Objektiven bzw. Kameras kann die Blendenöffnung in Schritten von je einer halben oder von je einer drittel Blendenstufe eingestellt werden. Dies ergibt folgende Blendenzahlen (gerundet):

Ganze Stufen 1.4 2.0 2.8 4.0 5.6 8.0 11 16 22 32 45
Halbe Zwischenstufen   1.7 2.4 3.4 4.8 6.7 9.5 13 19 27 38
Drittel Zwischenstufen   1.6 1.8 2.2 2.5 3.2 3.5 4.5 5.0 6.3 7.1 9.0 10 12 14 18 20 25 29 36 40

Lichtstärke

Die größte mögliche Blendenöffnung eines Objektivs ist meist in bereits in seinem Namen angegeben. Die Bezeichnung "50/2.8" bedeutet beispielsweise, dass das Objektiv eine Brennweite von 50 mm und eine Anfangsblende von 2.8 hat. Je kleiner die angegebene Blendenzahl, umso weiter kann die Blende geöffnet werden.

Objektive mit einer großen Anfangsblende (kleine Blendenzahl) werden teilweise als "lichtstark" bezeichnet, weil sie bei geöffneter Blende entsprechend viel Licht passieren lassen. Teilweise werden sie auch als "schnell" bezeichnet, weil bei vollständig geöffneter Blende kurze Verschlusszeiten erreicht werden können.

Die Lichtstärke eines Objektivs kann neben der Abbildungsqualität ein kaufentscheidendes Kriterium sein. Dabei geht es nicht allein darum, dass lichtstarke Objektive bei schwachen Lichtverhältnissen kürzere Verschlusszeiten ermöglichen.

Wichtiger ist, dass bei den meisten Objektiven die optimale Abbildungsqualität erst erreicht wird, wenn die Blende um mindestens zwei Blendenstufen geschlossen wird. Ein besonders lichtstarkes Objektiv mit einer Anfangsblende von 1.4 liefert also seine beste Qualität, wenn die Blende auf mindestens 2.8 geschlossen wird. Bei einer Anfangsblende von 2.8 muss bereits auf Blende 5.6 und bei einer Anfangsblende von 5.6 bereits auf Blende 11 abgeblendet werden. Bei Blende 11 kann aber bereits eine so lange Verschlusszeit erforderlich werden, dass eine Freihandaufnahme ausgeschlossen ist. Gleichzeitig wird mit Blende 11 eine große Schärfentiefe erreicht, die z.B. bei Porträtaufnahmen unerwünscht sein kann.

Bei Spiegelreflexkameras ist die Anfangsblende zugleich auch die Arbeitsblende. Bei diesen Kameras wird die Blende erst nach dem Betätigen des Auslösers unmittelbar vor der Aufnahme auf den vorgegebenen Wert geschlossen. Der Blick durch den optischen Sucher der Kamera zeigt hingegen das Motiv bei vollständig geöffneter Blende. Das hat den Vorteil, dass das Sucherbild entsprechend hell ist. Je lichtstärker das Objektiv, umso heller ist das Sucherbild, was besonders bei schwachen Lichtverhältnissen sehr angenehm ist. Aufgrund der vollständig geöffneten Blende hat das Sucherbild auch eine geringe Schärfentiefe. Hierdurch lässt sich einfacher beurteilen, ob der Fokus des Objektivs richtig eingestellt ist.

Zoomobjektive verfügen oft über unterschiedliche Anfangsblenden je nach gewählter Brennweite. Die Angabe "70-300/4.0-5.6" bedeutet beispielsweise, dass bei einer Einstellung der Brennweite auf 70 mm Blende 4.0 und bei einer Einstellung auf 300 mm Blende 5.6 die größte Blendenöffnung ist. Zoomobjektive sind zudem meist weniger lichtstark als Festbrennweiten. Ein lichtstarkes Zoomobjektiv hat heute eine Anfangsblende von 2.8, eine Festbrennweite hingegen oft 2.0 oder gar 1.4.

Schärfentiefe

Die Blende steuert zusammen mit der Belichtungszeit die Belichtung des Sensors. Gleichzeitig steuert die Blende auch die Gesamtschärfe des Bildes bei unterschiedlichen Motiventfernungen (sog. Schärfentiefe).

Wie bereits erwähnt, wird ein Objekt scharf auf den Sensor abgebildet, wenn die Schärfeebene genau auf dem Sensor liegt; die vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen müssen ihre Brennpunkte auf dem Sensor haben. Liegt der Sensor vor oder hinter der Schärfeebene, wird das Bild unscharf. Ein Punkt wird nicht mehr als Punkt, sondern als Scheibe abgebildet (sog. Zerstreuungskreis).

Gleichzeitig fokussiert das Licht entfernter Objekte näher am Objektiv als das Licht naher Objekte. Das hat zur Folge, dass Objekte die sich in unterschiedlicher Entfernung zum Objektiv befinden, nicht gleichzeitig scharf auf dem Sensor abgebildet werden können. Einmal wird ein Punkt als Punkt und einmal als Scheibe abgebildet.

Allerdings erkennt der Mensch eine Scheibe nicht immer auch als Scheibe. Ist die Scheibe klein genug geht sie auch als Punkt durch. Wie groß eine Scheibe sein darf, um noch als Punkt zu gelten, hängt von dem Abstand ab, aus dem sie betrachtet wird (Einzelheiten siehe Handbuch - Schärfe). Der Betrachtungsabstand hängt wiederum von der Größe des gesamten Bildes ab. Für die Bildschärfe wird meist unterstellt, dass der Betrachtungsabstand identisch ist mit der Bilddiagonale. In der Praxis dürfte dies jedoch variieren. Handgroße Bilder werden meist aus einem größeren Abstand (doppelte Bilddiagonale), große Bilder oft aus einem geringeren Abstand betrachtet werden.

Objektivhersteller gehen davon aus, dass in einer Bildvergrößerung von 20 x 25 cm (Betrachtungsabstand: 32 cm) eine Scheibe bis zu einem Durchmesser von 0,25 mm vom Betrachter noch als Punkt wahrgenommen wird und nicht als Scheibe. Wird das Bild mit einer Kamera mit Vollformatsensor (24 x 36 mm) aufgenommen, müsste die Aufnahme für das Format 20 x 25 cm etwa 8fach vergrößert werden. Die Scheibe dürfte also nur mit einem Durchmesser von 0,03 mm (0,25 mm : 8) auf den Sensor projiziert werden, um in der Vergrößerung noch als Punkt zu gelten. Bei einem Sensorformat von 22 x 15 mm dürfte der Durchmesser 0,02 mm (12fache Vergrößerung) und bei einen Kompaktsensorformat von 7,2 x 5,3 mm sogar 0,007 mm (35fache Vergrößerung) nicht überschreiten.

Diese "Schwäche" der menschlichen Wahrnehmung führt dazu, dass in einem Foto nicht nur das Objekt scharf wirkt, dessen Lichtpunkte exakt auf den Sensor fokussiert sind, sondern auch solche Punkte, die als kleine Lichtkreise abgebildet werden. Voraussetzung ist allein, dass sie je nach Sensorformat die oben genannten Durchmesser nicht überschreiten. Erst wenn der Zerstreuungskreis größer wird, entsteht wahrnehmbare Unschärfe (siehe Handbuch - Schärfe).

Die Größe des Zerstreuungskreises wird vor allem durch die tatsächliche Größe der Blendenöffnung beeinflusst. Je weiter die Blende geschlossen wir, je kleiner also die Blendenöffnung ist, umso stärker wird der Lichtkegel verengt. Dadurch verringert sich der Durchmesser des Zerstreuungskreises (Grafik links).

Tiefenschärfebereich bei unterschiedlicher Blende und Entfernung am Beispiel eines 50-mm-Objektivs.

Neben der Blende beeinflusst auch die Brennweite die erzielbare Schärfentiefe. Nicht nur weil bei längeren Brennweiten und gleicher Blendenzahl die Blende weiter geöffnet wird, sondern auch aufgrund der geringeren Lichtbrechung nimmt bei längeren Brennweiten der Bereich der Schärfentiefe ab.

Schließlich ist auch die Entfernung des Objekts, auf das exakt fokussiert wird, entscheidend für die Schärfentiefe. Im Nahbereich nimmt die Schärfentiefe ab, während sie bei entfernten Motiven zunimmt.

Die Entfernung des exakt fokussierten Objekts beeinflusst auch die Verteilung der Schärfentiefe vor und hinter diesem Objekt. Beträgt der Abstand zum Objekt etwa das 2- bis 30-fache der Brennweite des Objektivs, erstreckt sich die Schärfentiefe in etwa zu gleichen Teilen vor und hinter dem Objekt. Ist der Abstand hingegen größer, erstreckt sich der Schärfentiefebereich zu etwa 1/3 in Richtung Kamera und zu 2/3 in die Weite. Im Nahbereich kehrt sich das Verhältnis genau um und die Schärfentiefe erstreckt sich zu 2/3 in Richtung Kamera und zu 1/3 in die Weite.