Spiegelreflexkamera

Eine EXA-Spiegelreflexkamera von 1953

Als Spiegelreflexkamera oder verkürzt SR-Kamera bezeichnet man eine Bauart für einen Fotoapparat oder eine Filmkamera, bei der das Motiv zur Betrachtung vom Objektiv über einen Spiegel umgelenkt und auf einer Mattscheibe abgebildet mit dem Auge direkt oder durch einen Sucher betrachtet wird. Grundsätzlich wird zwischen einäugigen (engl. SLR, Single-lens reflex) und zweiäugigen Spiegelreflexkameras (engl. TLR, Twin-lens reflex) unterschieden.

Spiegelreflexkameras mit digitalem Sensor werden meist kurz als DSLR (engl. für Digital single-lens reflex) oder DSR (Digitale Spiegelreflex) bezeichnet.

Geschichte und Entwicklung

Aufgeschnittene Praktica

Das Spiegelreflex-Prinzip wird erstmals von Johann Zahn im Jahr 1686 beschrieben: Durch eine Linse gelangt ein Bild auf einen Spiegel, der das Bild auf eine waagerechte Einstellscheibe umlenkt.

Die erste Spiegelreflexkamera nach diesem Prinzip wurde 1861 von Thomas Sutton konstruiert. 1893 wurde ein Wechselmagazin für die Spiegelreflexkamera patentiert. Die erste in Deutschland hergestellte Spiegelreflexkamera war die Zeus-Spiegel-Kamera und stammte aus dem Werk von Richard Hüttig in Dresden.

Die erste Kleinbild-Spiegelreflexkamera der Welt war die Kine-Exakta der Firma Ihagee in Dresden, vorgestellt auf der Leipziger Frühjahrsmesse 1936. Ihr Konstrukteur war Karl Nüchterlein (1904–1945). Die Kameras hatten den Nachteil, dass sie ein Bild auf dem Kopf stehend (oder seitenverkehrt) im Sucher lieferten. Kurt Staudinger stellte diesen großen Nachteil durch die Erfindung des Pentaprisma im August 1931 ab, aber erst Mitte der 40er Jahre wurden mit der Contax D (Zeiss Ikon) und der Rectaflex die ersten dieser epochemachenden Kameras gebaut.

Funktionsweise

Funktionsschema einer Spiegelreflexkamera

Bei einer Spiegelreflexkamera gelangt das Licht durch die Linsen des Objektivs (1) und wird dann vom Schwingspiegel (2) reflektiert und auf die Einstellscheibe (5) projiziert. Mit einer Sammellinse (Feldlinse) (6) und durch die Reflexion innerhalb des Pentaprismas (7) wird das Bild schließlich im Sucher (8) sichtbar. Es gibt auch Spiegelreflexkameras, die anstelle eines Prismensuchers mit Pentaprisma (7) einen Lichtschachtsucher oder einen Porro-Spiegelsucher verwenden.

Bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera klappt der Spiegel unmittelbar vor einer Aufnahme nach oben (im Bild durch einen Pfeil gekennzeichnet), und der Verschluss (3) öffnet sich; das Bild wird dann nicht mehr in das Pentaprisma umgelenkt, sondern gelangt auf die Filmebene (4) beziehungsweise den Film oder Bildsensor.

Bei einigen Sonderkonstruktionen wird anstelle des Schwingspiegels ein fest montierter, teildurchlässiger Spiegel oder ein Prisma verwendet, was die Verzögerung zwischen Auslösen und Belichtung reduziert und bei motorbetriebenen Kameras erheblich schnellere Aufnahmefolgen erlaubt, allerdings auch ein dunkleres Sucherbild liefert und weniger Licht zum Film durchlässt, da der Spiegel das Licht aufteilt. Meist wird etwa ein Drittel des Lichts in den Sucher gespiegelt und zwei Drittel zum Film durchgelassen.

Probleme

Durch die Benutzung des Spiegels ergibt sich unter Umständen ein Fokussierungsfehler bei der Entfernungseinstellung, da die Bildschärfe nicht in der Bildebene des Films beziehungsweise des Bildsensors ermittelt wird.

Solange der Spiegel den Bildsensor verdeckt, kann eine digitale Spiegelreflexkamera nicht im Live-View betrieben werden. Dann können auch keine entsprechenden Belichtungshistogramme bestimmt und angezeigt werden. Ferner ist auch keine Schärfeeinstellung möglich, die auf einer Kontrastmessung mit dem Bildsensor basiert, wie zum Beispiel bei der Gesichtserkennung oder der Schärfeverfolgung von festgelegten Mustern im Bild.

Typen

Grundsätzlich werden zwei Typen von Spiegelreflexkameras unterschieden: ein- und zweiäugige Spiegelreflexkameras.

Zweiäugige Spiegelreflexkamera

→ Hauptartikel: Zweiäugige Spiegelreflexkamera

Zweiäugige
Yashica Mat 124 G

Die zweiäugige Spiegelreflexkamera (engl. Twin lens reflex, TLR) besitzt an ihrer Vorderseite immer zwei Objektive gleicher Brennweite. Hier wird durch das erste (untere) Objektiv der Film belichtet. Dieses Aufnahmeobjektiv hat immer einen Zentralverschluss. Das zweite (obere) Objektiv projiziert über einen Spiegel ein seitenverkehrtes Abbild auf eine Einstellscheibe. Häufig ist das Sucherobjektiv aus Kostengründen einfacher konstruiert, aber lichtstärker als das Aufnahmeobjektiv, um ein möglichst helles Sucherbild zu gewährleisten und die Scharfstellung zu vereinfachen. Über den Entfernungseinstellungsmechanismus werden beide Objektive parallel bewegt, so dass über die Einstellscheibe scharfgestellt werden kann.

Typische Vertreter sind Rolleiflex und Mamiya C, wobei nur noch die Rolleiflex in zwei Varianten für Mittelformat und einer für Minox-Kleinstbildformat hergestellt wird.

Dieser Kameratyp hat eine Reihe von Vorteilen:

• Das Sucherbild ist immer sichtbar und wird nicht von der Arbeitsblende abgedunkelt;
• das Aufnahmegeräusch ist sehr leise und
• die Auslösung des Kameraverschlusses bewirkt praktisch keine Erschütterungen.

Dem stehen einige Nachteile gegenüber:

• Aufwendige Objektive werden aus Kostengründen nicht realisiert, da sie doppelt erforderlich wären;
• es entsteht ein Parallaxenfehler, der besonders bei Nah- oder Makroaufnahmen bemerkbar ist, da die optischen Achsen der beiden Objektive gegeneinander verschoben sind.

Heute spielen zweiäugige Kameras nur noch eine untergeordnete Rolle, in erster Linie für Nostalgiker und Sammler. In der praktischen Fotografie haben sich einäugige Spiegelreflexkameras durchgesetzt. Einige Modelle zweiäugiger Spiegelreflexkameras mit durchaus hochwertigen Objektiven sind jedoch auf dem Gebrauchtmarkt zu Preisen erhältlich, die einen günstigen Einstieg in die Mittelformatfotografie ermöglichen.

Einäugige Spiegelreflexkamera

Pentacon Six TL, Mittelformat-SLR mit Fischaugenobjektiv

Olympus IS 1000, Spiegelreflexkamera mit fest eingebautem Zoomobjektiv

Yashica TL-ELECTRO: Manuelle Spiegelreflexkamera mit M42-Anschluss

Die einäugige Spiegelreflexkamera (engl. Single lens reflex, SLR) besitzt einen klappbaren Spiegel (Rückschwingspiegel) und meist ein Pentaprisma, seltener einen Lichtschacht, über der Einstellscheibe als Sucher. Vor und nach der Aufnahme wird das Bild über den Spiegel auf die Einstellscheibe projiziert und kann über das Pentaprisma seitenrichtig und aufrecht betrachtet werden. Erst im Moment der Aufnahme wird der Spiegel hoch- oder zur Seite geklappt, so dass er sich nicht mehr im Weg zur Filmebene befindet und der Film belichtet werden kann, wenn der Verschluss ausgelöst wird.

Der Hauptvorteil der einäugigen Spiegelreflexkamera liegt in der Möglichkeit, Wechselobjektive (zum Beispiel Weitwinkel- und Teleobjektive) zu verwenden. Der Verschluss ist in den meisten Fällen ein Schlitzverschluss, der direkt vor der Filmebene liegt, damit die Austauschbarkeit der Objektive gewährleistet ist. Ausnahmen im Bereich der Mittelformatkameras (etwa Hasselblad) nutzen eine Kombination aus Schlitzverschluss und Zentralverschluss, der im Objektiv enthalten ist.

Bedingt durch den Schwingspiegel gibt es einen recht großen Mindestabstand zwischen der Filmebene und der hinteren Linse des Objektivs. Bei kurzen Brennweiten (bei Kleinbild unterhalb von etwa 40 mm) wird daher die Retrofokus-Bauweise eingesetzt, durch die die Objektive aufwendiger und teurer werden. Auch die Abbildungsqualität kann unter den zusätzlichen Linsenelementen leiden.

Ein weiterer Nachteil ist, dass durch den hochklappenden Schwingspiegel die Kamera in Vibration versetzt wird. Weiterhin verdunkelt der Spiegel für die Dauer der Belichtung das Sucherbild.

Da bei abgedunkelter Blende eine Bildbeurteilung auf der Einstellscheibe nur erschwert möglich ist, wurde die Offenblendenmessung entwickelt, mit der die am Objektiv vorgewählte Arbeitsblende erst kurz vor der Auslösung des Verschlusses automatisch eingestellt wird (sogenannte automatische Springblende, kurz: ASB). Während der Lichtmessung wird die Korrektur der Blende über eine spezielle Elektronik auf den Belichtungsmesser im Gehäuse übertragen, oder es erfolgt eine Messung mit Arbeitsblende. Zur Beurteilung der Schärfentiefe kann die Blende bei einigen Geräten manuell auf den Arbeitsblendenwert geschlossen werden. Zur Beurteilung der Entfernungseinstellung ist dagegen die Offenblende optimal, da bei ihr die Schärfentiefe minimal ist.

Im Kleinbildformat 24 × 36 mm sind nur einäugige Spiegelreflexkameras gebräuchlich. Auch im Mittelformat ab 45 × 60 mm haben sie die zweiäugigen trotz ihrer deutlich höheren Preise weitgehend verdrängt, weil diese vorwiegend im Profibereich eingesetzt werden und hier ausbleibender Parallaxenfehler als auch freiere Objektiv- und Zubehörauswahl ausschlaggebend sind.

Die moderne Filmkamera ist eine einäugige Spiegelreflexkamera. Anstelle des Pentaprismas besitzt sie Korrekturoptiken, damit das Mattscheibenbild auch beim Schwenken des Sucherrohres seitenrichtig und aufrecht bleibt. Dem Schwingspiegel entspricht ein verspiegelter Umlaufverschluss.

Digitale Spiegelreflexkameras

DSLR

Digitale Spiegelreflexkamera Konica Minolta Dynax 5D

Digitale Spiegelreflexkameras decken das mittlere bis obere Preissegment der Digitalkameras ab, sind aber inzwischen auch im Consumer-Bereich zu Preisen, die auch für gehobene Bridge-Kameras verlangt werden, zu haben. Sie werden auch als DSLR oder D-SLR (engl. Digital single lens reflex) bezeichnet. DSLR sind ihren analogen Pendants vom mechanischen Aufbau her sehr ähnlich, doch statt eines Films beherbergen sie einen Bildsensor (CCD-, CMOS- beziehungsweise Active Pixel Sensor).

Hauptvorteil von Digitalkameras im Vergleich zu ihren mit Film arbeitenden Vorgängern ist die direkte Verfügbarkeit der Bilddaten, da auf die zeitraubende Entwicklung von Filmmaterial verzichtet werden kann. Durch das eingebaute Display ist ein Betrachten der Fotos unmittelbar nach der Aufnahme möglich, wodurch eine missratene oder fehlbelichtete Aufnahme – im Rahmen der Möglichkeiten, die die Größe und Qualität des Displays zulässt – erkannt werden kann. Bei den meisten Kameras kann darüber hinaus ein Histogramm (Helligkeitsverteilung) eingeblendet werden, das die Untersuchung des Bildes auf Unter- bzw. Überbelichtung erleichtert und unabhängig von den Wiedergabeeigenschaften des Displays ist. Weitere Hilfen sind Über- und Unterbelichtungswarnungen, bei denen die fehlbelichteten Bildbereiche blinkend hervorgehoben werden.

Vorteil digitaler Spiegelreflexkameras gegenüber analogen Sucherkameras: Bei digitalen Sucherkameras wird vom Display aus mit der Live View-Möglichkeit aufgenommen.

Die Vorteile des Spiegelreflex-Prinzips sind bei Digitalkameras andere:

• Die Autofokus-Sensoren liegen im Strahlengang. Es ist also kein leistungsschwächerer Kontrast-Autofokus nötig.
• Der Bildsensor wird nur zur Bilderstellung benötigt, erwärmt sich also nicht durch laufenden Betrieb (s. u.), dadurch entsteht auch weniger Bildrauschen.
• Geringerer Stromverbrauch.
• Das Bild (v. a. die Schärfentiefe) lässt sich besser beurteilen als auf dem Display.

Wie bei den herkömmlichen Spiegelreflexkameras verwenden die Hersteller eigene Objektivsysteme, weshalb sich DSLR-Benutzer auf eine Marke und damit auf ein System festlegen müssen. Zum Teil können jedoch bereits vorhandene Objektive eines Herstellers auch an dessen DSLR verwendet werden, Fremdhersteller bieten auch für DSLR Objektive und anderes Zubehör an.

Verglichen mit dem Kleinbildfilm verwenden viele DSLR einen kleineren Bildsensor, wodurch bei gegebener Brennweite ein kleinerer Bildwinkel genutzt wird. Um an solch einer Kamera dieselbe Perspektive wie bei einer Kleinbildkamera zu erzielen, muss ein Objektiv eine um den Formatfaktor (englisch auch crop-Faktor genannt "to crop" = ausschneiden) kürzere Brennweite aufweisen. Typische Werte für diesen oft falsch als „Brennweitenverlängerungsfaktor“ bezeichneten Formatfaktor sind die APS-C- Sensoren, x 1,5 (Nikon, Sony/Minolta, Pentax, Samsung), x 1,6 (Canon) oder x 2 (Olympus, Panasonic), das heißt fotografiert man mit einem 50-mm-Objektiv an einer Kamera mit einem Formatfaktor von 1,5, ist der Bildausschnitt so groß wie der eines 75-mm-Objektivs an einer Kleinbild-Spiegelreflexkamera.

Auswirkung von Ablagerungen auf dem Bildsensor einer DSLR

Grundsätzliche Probleme digitaler Spiegelreflexkameras sind Staub und andere Verschmutzungen des Bildsensors. Beim Objektivwechsel kann Staub in den Spiegelkasten eindringen, der sich bei folgenden Aufnahmen auf dem Aufnahmesensor ablagern kann. Auch mechanischer Abrieb oder feinste Tröpfchen der Schmierung aus der Spiegel- und Verschlußmechanik können sich niederschlagen. Während in analogen Kameras die Verunreinigungen über den Filmtransport früher oder später abgeführt werden, bleiben sie als Ablagerungen auf dem Bildsensor und sind bei kleinen Blenden als mehr oder weniger deutlich sichtbare Abschattungen auf allen folgenden Bildern sichtbar. Die Hersteller von DSLR bieten unterschiedliche technische Verfahren an, um dieses Problem zu mindern.

Manche Fotografen sehen DSLRs nur als eine Kompromisslösung an, da ursprünglich konstruktionsbedingt keine Live-Vorschau (Live View) des Bildes auf dem Display möglich war. Bereits Ende der 1990er Jahre waren SLRs mit fest angebautem Objektiv und halbtransparentem Spiegel erhältlich, der die Betrachtung des Sucherbildes sowohl im optischen Sucher als auch am Display auf der Rückseite der Kamera ermöglichte.^[1][2] Nach einer langen Pause wurde das Konzept erst 2006 wieder fortgeführt. Etwa seit 2009 hat beinahe jeder SLR-Hersteller Kameras im Programm, welche eine Live-Vorschau ermöglichen. Da das parallaxenfreie Sucherbild ohnehin der späteren Aufnahme entspricht und sich insbesondere die Schärfe und die Schärfentiefe im Spiegelreflexsucher wesentlich besser als am meist niedrig auflösenden Vorschau-Display beurteilen lässt, ist diese Vorschaumöglichkeit auf der elektronischen Anzeige nur als nützliche Ergänzung in einigen Aufnahmesituationen und nicht als unbedingt notwendig einzuschätzen. Falls der eigentliche Aufnahmesensor auch für die Live-Vorschau benutzt wird, erwärmt er sich, da er dauernd und nicht nur während der Aufnahme mit Strom versorgt wird, was zu höherem Rauschen führt.

Video-DSLR

Unter einer Video-DSLR (auch: VDSLR, HDSLR) versteht man eine DSLR (manchmal werden auch entsprechende spiegellose Systemkameras in unzutreffender Weise so bezeichnet), die in der Lage ist, zusätzlich zu Fotografien Videos aufzuzeichnen.

Ausgangspunkt der Entwicklung von Video-DSLRs war die ca. 2005 beginnende Integration sogenannter „Live-View“-Bildschirme in Spiegelreflexkameras, bei denen statt Einblick in den Reflexsucher das Bild auch auf einem LCD-Bildschirm begutachtet werden konnte. Hierzu waren Verschlüsse notwendig, die dauerhaft offen gestellt werden konnten, um ein Bild auf dem Bildsensor zu erhalten, welches dann in kurzen Abständen ausgelesen und auf dem Bildschirm angezeigt wurde.

Weblinks

 Commons: Spiegelreflexkamera – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Frank Mechelhoff, Westdeutsche Kleinbildkameras – wie sie gegen die Japaner verloren (siehe auch hier)
• frühe Historie der Spiegelreflexkamera

Einzelnachweise

1. ↑ Der lange Schweif des Alpha Centauri: Sony für Profis – Mavica, Cyber-shot und alpha. In: digitalkamera.de. 7. September 2008, abgerufen am 11. Oktober 2010. 
2. ↑ Phil Askey: Olympus E-10 Review. In: Digital Photography Review. Januar 2001, abgerufen am 11. Oktober 2010 (englisch).