Diefotografische Lichtstärke ist ein Maß für das Vermögen einesObjektivs, für eineoptische Abbildung Licht zu sammeln. Sie kann als Zahlenwert durch das maximaleÖffnungsverhältnis${\displaystyle V_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}$ angegeben werden. Dabei stehen kleinere Zahlenwerte für eine größere Eintrittsöffnung des Objektivs und damit für höhere Lichtstärke, so ist z. B. ein Objektiv mit Lichtstärke 1,7 lichtstärker als eines mit 4,0. Die Lichtstärke ist neben derBrennweite der wichtigste Kennwert eines Objektivs in der Fotografie, beide werden in der Regel zusammen angegeben.

Bei vielen abbildenden optischen Geräten, wie zum Beispiel auch beiTeleskopen, kann das Öffnungsverhältnis aus dem Durchmesser derEintrittspupille (derApertur)${\displaystyle D}$ und derBrennweite${\displaystyle f}$ gebildet werden, wobei sich das maximale Öffnungsverhältnis bei vorgegebener Brennweite durch den fest vorgegebenen oder maximal einstellbaren Durchmesser der Eintrittspupille${\displaystyle D_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}$ ergibt:

${\displaystyle V_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=\frac{D_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}{f}}$.

DasVerhältnis${\displaystyle V}$ aus den beiden Längen${\displaystyle D}$ und${\displaystyle f}$ istdimensionslos und wird oft in der im Zähler auf eins normierten Form angegeben:

${\displaystyle V=\frac{D}{f}=\frac{\frac{D}{D}}{\frac{f}{D}}=\frac{1}{k}}$.

DerKehrwert der Lichtstärke ist die in derFotografie gebräuchliche, ebenfalls dimensionsloseBlendenzahl${\displaystyle k}$:

${\displaystyle k=\frac{f}{D}=\frac{1}{V}}$.

Bei vielenObjektiven lässt sich die Apertur${\displaystyle D}$ durch eine verstellbareBlende respektive durch die Einstellung der Blendenzahl variieren (auf- und abblenden), und somit kann auch die tatsächlich verwendeteÖffnungsweite${\displaystyle D}$ aus der Brennweite und der eingestellten Blendenzahl berechnet werden:

${\displaystyle D=\frac{f}{k}\le D_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}$.

Das Öffnungsverhältnis ist eine der fundamentalen Eigenschaften eines optischen Aufbaus und bestimmt dieBeleuchtungsstärke in der Bildebene. Die Blendenzahl bestimmt den absoluten Durchmesser derBeugungsscheibchen in der Bildebene. Bei vielen optischen Geräten werden an Stelle des Öffnungsverhältnisses die Brennweite und die minimale Blendenzahl in der Form

${\displaystyle \text{f mm}f\text{:k}}$.

angegeben, wie zum Beispiel bei einem Objektiv mit einer Brennweite${\displaystyle f}$ von 50 Millimetern und einer minimal einstellbaren Blendenzahl${\displaystyle k}$ von 1,8:

${\displaystyle \text{50 mm}f\text{:1,8}}$.

Das Öffnungsverhältnis eines Objektivs, dessen Apertur unzugänglich im Inneren liegt, lässt sich aus dembildseitigen Öffnungswinkel${\displaystyle {\omega }_{\mathrm{B}}}$ bestimmen. Für große Entfernungen (Gegenstandsweiten) gilt:

${\displaystyle \frac{D}{f}=2\tan \frac{{\omega }_{\mathrm{B}}}{2}.}$

DasObjektiv des Hubble-Weltraumteleskops hat mit${\displaystyle D=2,4\mathrm{m}}$ und${\displaystyle f=57,6\mathrm{m}}$ eine Lichtstärke von${\displaystyle D/f=1:24}$.

Eine Angabe „50 mm 1:1,8“ oder „50 mmf:1,8“^[1] auf demNormalobjektiv einerVollformatkamera bedeutet: Brennweite${\displaystyle f=50\mathrm{m}\mathrm{m}}$, Lichtstärke 1:1,8, minimale Blendenzahl 1,8 und demzufolge eine maximale Apertur${\displaystyle D=f:1,8=28\mathrm{m}\mathrm{m}}$.

Typische Amateurteleskope haben ein Öffnungsverhältnis zwischen${\displaystyle 1:5}$ und${\displaystyle 1:15}$, typische Kameraobjektive Lichtstärken zwischen${\displaystyle 1:1,4}$ und${\displaystyle 1:5,6}$ und maximale Blendenzahlen von 16 bis 64.

Die kleinste technisch mögliche Blendenzahl eines korrigierten Objektivs ergibt sich aus derAbbeschen Sinusbedingung zu 0,5.^[2] Durch denÖffnungsfehler (odersphärische Aberration) der optischen Abbildung, der nicht vollständig korrigiert werden kann, sind die tatsächlich sinnvoll erreichbaren Blendenzahlen jedoch höher.

Normalobjektive (50 mm imKleinbildformat) 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 beiZeiss entwickelt: Mit demPlanar 1:0,7/50 mm konnten Filmaufnahmen von bewegten Szenen bei Kerzenlicht gedreht werden, so etwa im FilmBarry Lyndon vonStanley Kubrick.^[3][4][5]

Die lichtstärksten asphärischen Objektive der Welt sind dasLeica Noctilux-M 1:0,95/50 mm ASPH und das wesentlich neuere NIKKOR Z 58 mm 1:0,95 S Noct vonNikon^[6] sowie seit 2021 dasCosinaVoigtländer Super Nokton 29 mm F0,8 mit dreiasphärischen Linsenoberflächen.^[5][7][8] Die asphärischen Linsen wirken bei diesen Objektiven den Nachteilen desÖffnungsfehlers entgegen, wodurch diese deutlich schärfere und bessere Bildergebnisse liefern.

Das größte Öffnungsverhältnis kann beiZoomobjektiven von der eingestellten Brennweite abhängig sein. Zum Beispiel bedeutet die Bezeichnung70–300 mm ƒ/4,0–5,6, dass bei der kurzen Brennweite von 70 Millimetern die größteApertur bei der Blendenzahl 4,0 und bei der langen Brennweite von 300 Millimetern die größte Apertur bei der Blendenzahl 5,6 liegt.

Durch zusätzliche optische Elemente, wie zum BeispielTelekompressoren kann die Lichtstärke eines Objektivs bei gleichzeitig verringerter Brennweite erhöht werden. Dies führt im Allgemeinen zuVignettierung bzw. einer Verkleinerung des nutzbarenBildkreises. Umgekehrt wird die Lichtstärke von Objektiven durch die Verwendung vonTelekonvertern verringert, während die Brennweite sich verlängert.

Das technisch unbrauchbare^[2]Super-Q-Gigantar ƒ/0,33/40 mm wurde 1960 vonZeiss für dieÖffentlichkeitsarbeit gebaut und wurde nie als Objektiv eingesetzt.^[9]

Das ebenfalls von Zeiss 1966 gefertigtePlanar ƒ/0,7/50 mm gilt als das lichtstärkste und das von Cosina seit 2021 gefertigte Voigtländer Super Nokton 29 mm F/0,8 als das lichtstärksteoptisch korrigierte Objektiv der Welt.^[5] Das von Panasonic gefertigtePortraitobjektiv Leica Nocticron 42,5 mm f/1,2, das seit 2014 verfügbar ist, ist das lichtstärkste Objektiv mit eingebauterBildstabilisierung.^[10]

Die auf die Objekthelligkeit bezogeneBeleuchtungsstärke des Bilds (Bildhelligkeit) steigt quadratisch mit dem Öffnungsverhältnis, bzw. nimmt quadratisch mit der Blendenzahl ab. Für eine fotografische Aufnahme bei doppelter Blendenzahl ist somit die vierfacheBelichtungszeit notwendig, um den gleichen Lichtwert zu erzielen. Die Skalenwerte einerBlendenreihe haben typischerweise Abstände von einem FaktorWurzel 2: 1,4 – 2,0 – 2,8 usw., so dass sich die erforderliche Belichtungszeit pro Schritt um einen Faktor zwei verändert.

Die Wahl der Blendenzahl beeinflusst dieSchärfentiefe: Mit größerer Blendenzahl werden die Unschärfekreise durch den spitzeren Lichtkegel kleiner. Folglich vergrößert sich die Tiefe des Bereich des Motivs, der noch als scharf aufgenommen wird, bis der zulässige Grenzwert (Zerstreuungskreisdurchmesser, hier 0,1 mm) erreicht wird. Der Bereich der scharfen Abbildung (Schärfentiefe) nimmt beim Schließen der Blende also zu. Daraus folgt:

• Jegrößer die Blendenzahl ist, destoweiter ist die Schärfentiefe (denn desto kleiner ist die Blendenöffnung).
• Jekleiner die Blendenzahl ist, destoenger ist die Schärfentiefe (denn desto größer ist die Blendenöffnung).

Daraus ergibt sich auch dieHyperfokale Entfernung (oder Hyperfokale Distanz). Fokussiert man auf diese Entfernung, so wird die Abbildung bis ins unendliche (akzeptabel) scharf. Diese Entfernung bietet somit die größteSchärfentiefe.

Im Sprachgebrauch der Fotografie wird der BegriffBlende oft auch als Kurzform fürBlendenöffnung benutzt, und beispielsweise anstatt vongroßer Blendenöffnung vongroßer Blende gesprochen. Dieser Sprachgebrauch ist üblich, kann aber zu Missverständnissen führen, da eine große Öffnung einer kleinen Blendenzahl (und umgekehrt) entspricht.

Bei einigeneinäugigenSpiegelreflexkameras kann der Fotograf mit Hilfe derAbblendtaste die Schärfentiefe kontrollieren. Die Kamera aktiviert dann dieArbeitsblende.

DasAuflösungsvermögen eines Objektivs steigt mit der Apertur an. Bei gleicher Brennweite erzeugt also ein Objektiv mit einem größeren Öffnungsverhältnis im Allgemeinen ein schärferes Bild eines ebenen Gegenstands. Dem wirkt entgegen, dass die Korrektur vonAbbildungsfehlern des Objektives mit zunehmender Apertur weniger gut wirkt. Außerdem ist es aufgrund des stumpferen Winkels des Strahlenbündels praktisch schwieriger den Fokuspunkt exakt einzustellen.

• Manuelle Scharfstellung: Die hohe Lichtstärke kommt beiSpiegelreflexkameras der Helligkeit desSucherbildes zugute und erleichtert das Scharfstellen. Zudem geht die größere Blendenöffnung mit einer geringerenSchärfentiefe einher, wodurch die Lage der Schärfeebene im Sucher besser beurteilt werden kann. Einstellhilfen für das manuelle Scharfstellen, wie zum BeispielSchnittbildindikatoren, funktionieren bei lichtschwachen Objektiven (1:5,6 oder weniger) nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr. Kameras mitelektronischem Sucher oderLive-View auf einem Bildschirm können ein elektronisch aufgehelltes Bild anzeigen, das gegebenenfalls mit Hilfe einerSoftwarelupe sogar vergrößert dargestellt werden kann. Bei Kameras, bei denen die Scharfstellung ohne das Objektiv erfolgt, ist dieser Aspekt ohne Bedeutung.
• Autofokus (AF): Spiegelreflexkameras verfügen zum Teil über Autofokus-Phasenvergleichssensoren mit unterschiedlich großer Messbasis. Bei 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 hochlichtstarke Objektive im gemäßigten Weitwinkel- und Telebereich ein Freistellen des Motivs vor unscharfem Vorder- beziehungsweise Hintergrund. Hier gilt aber auch: Je größer das Aufnahmeformat, desto markanter das Spiel mit Schärfe und Unschärfe (wichtig bei der Wahl vonDigitalkameras, mit ihren unterschiedlichen Sensorformaten; tatsächlich liegt das jedoch nicht an der Größe des Sensors, sondern an der benötigten Brennweite des Objektivs, die sich mit der Größe des Sensors ändert, um den gleichen Bildausschnitt auf unterschiedlich großen Sensorflächen abbilden zu können).
• Eine hohe Lichtstärke ermöglicht kürzereBelichtungszeiten oder die Verwendung von geringerenFilmempfindlichkeiten mit höheremAuflösungsvermögen und feineremKorn, bzw. bei Digitalkameras ein geringeresRauschen durch Verwendung einer geringeren ISO-Einstellung.
• Größer, schwerer und teurer als vergleichbare Optiken geringerer Lichtstärke.
• Durch die geringe Schärfentiefe (auch DOF genannt, englischdepth-of-field) werden an den Autofokus hohe Anforderungen gestellt und leichte Fehljustierungen schneller sichtbar (sieheFokussierungsfehler).
• Bei sehr lichtstarken Objektiven kann nicht mit Offenblende gearbeitet werden, wenn mit großen Film- oder Bildsensorformaten der Schärfentiefebereich für das gewünschte Motiv zu klein ist.

Generell konnte die Lichtstärke von Objektiven deutlich gesteigert werden. Während die (sehr einfachen und bezahlbaren) Boxkameras der 1920er und 1930er Jahre eine typische größte Blende von 1:11 hatten, verfügten teurere Mittelformat-Modelle aus den 1950er Jahren bereits über 1:4,5 oder sogar 1:2,8. Kleinbildkameras hatten in den 1930er Jahren größte Blenden von 1:3,5, vor allem ab den 1950er Jahren Öffnungen bis zu 1:2,0 (Spiegelreflexkameras ab den 1960er Jahren bis zu 1:1,2).

Vergleichsweise lichtstarke Objektive gab es aber schon länger. Ein Beispiel hierfür ist dasPetzvalobjektiv, das gemeinsam vonJosef Maximilian Petzval undPeter Wilhelm Friedrich von Voigtländer im Jahre 1840 konstruiert wurde. Mit einerOffenblende von 1:3,6 war es im Vergleich zuDaguerres Objektiv von 1839 22-mal lichtstärker, was unter günstigen Bedingungen erstmals Porträts mit Belichtungszeiten von weniger als einer Minute ermöglichte. Das Petzvalobjektiv wurde vonVoigtländer 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 wieKron- undFlintglas,CaF₂-Linsen,ED-Gläser und Integration vonasphärische Linsen konnten Abbildungsfehler trotz großernumerischer Apertur klein gehalten werden.

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

Bis um etwa 1890 gab es viele verschiedene Maßeinheiten zur Angabe der Lichtstärke eines Objektivs und der bei einer bestimmten Blendenöffnung hindurchgelassenen Lichtmenge, die oft von Hersteller zu Hersteller verschieden festgelegt wurden. U. a. besaßen Goertz, Voigtländer, Zeiss und Dallmeyer jeweils eigene Maßeinheiten. Die heute übliche Blendenzahl setzte sich im Laufe der 1890er Jahre allgemein durch,^[11] allerdings benutzte Kodak für seine Objektive noch bis in die 1920er Jahre das ältere britischeUniform System (U. S.). Dieses bezeichnete die Lichtstärke eines f:4-Objektivs als „U. S. 1“ und vervierfachte diesen Wert für jeden Faktor zwei in der Blendenzahl, sodass ein f:8-Objektiv als „U. S. 4“ gekennzeichnet war.^[12]

• Eugene Hecht:Optik. Oldenbourg, 4. Auflage 2005,ISBN 3-486-27359-0

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

1. ↑Die Schreibweise „f:1,8“ informiert zwar über die Blendenzahl${\displaystyle k}$ (englischf number), stellt als Bruch jedoch die Apertur${\displaystyle D=f/k}$ dar.
2. ↑^abÖffnung – Sinusbedingungen, inWikibook: Digitale bildgebende Verfahren, abgerufen am 11. Februar 2018
3. ↑Guinness-Buch der Rekorde 1997 RubrikDie Kunst: Fotografie. Hamburg 1996.
4. ↑spqr: Ultrafast lenses – the Zeiss Planar 50mm f/0.7. In: Crafting Pixels. 8. Juli 2022, abgerufen am 9. Juli 2023 (englisch). 
5. ↑^abcdStiftung Warentest: Objektiv Voigtländer Super Nokton: Ideal für Aufnahmen im Dunklen. 6. Mai 2021, abgerufen am 9. Juli 2023. 
6. ↑NIKKOR Z 58 mm 1:0,95 S Noct – Legendäres Festbrennweitenobjektiv für spiegellose Kameras. Abgerufen am 29. Dezember 2022 (deutsch). 
7. ↑29 mm / 1:0,8 Super Nokton asphärisch | Voigtländer. Abgerufen am 9. Juli 2023. 
8. ↑MediaNord: Testbericht: Voigtländer 29 mm 1:0,8 Super Nokton asphärisch. Abgerufen am 9. Juli 2023. 
9. ↑Carl Zeiss Super Q Gigantar 40mm f0.33: The fastest lens ever made? auf Petapixel.com abgerufen am 7. August 2013
10. ↑Review: Panasonic Leica 42.5mm f/1.2 DG Nocticron OIS. In: Admiring Light. 20. März 2014, abgerufen am 9. Juli 2023 (amerikanisches Englisch). 
11. ↑John A. Hodges:Photographic Lenses: How to Choose, and How to Use, Bradford, Percy Lund & Co., 1895
12. ↑Beginner's Troubles. In: John A. Tennant (Hrsg.):The Photo-Miniature. Tennent & Ward, New York, 1910–1912,eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.

• Belichtung (Fotografie)
• Messgröße der Lichttechnik