Vollformat

Vergleich Sensorgrößen

Vollformatsensor ist eine Bezeichnung für einen elektronischen Bildsensor in einem digitalen Fotoapparat. Die Bezeichnung ist als Marketingbegriff anzusehen, um digitale Spiegelreflexkameras, die einen Aufnahmesensor verwenden, der etwa der Größe des etablierten Kleinbildformats entspricht, von Modellen abzugrenzen, die kleinere Formate einsetzen.

Die Firma Canon verwendet in der Eigenwerbung den Begriff „Vollformat“ für Sensoren in ungefährer Größe eines Kleinbildfilms (36 mm × 24 mm). Nikon spricht von „FX-Format“. Es gibt jedoch auch Vollformatsensoren im Mittelformatbereich (siehe weiter unten). Auch der Four-Thirds-Standard nutzt per Definition Vollformatsensoren.

Eigenschaften von Vollformat-, APS-C- und kleineren Sensoren

Vergleich gängiger Sensorformate

Während die Bildsensoren in preiswerten digitalen Amateurkameras üblicherweise nur einen Bruchteil der Größe des Vollformats haben, kann man bei Digitalkameras mit einem Vollformatsensor Objektive von analogen Spiegelreflexkameras ohne Veränderung benutzen, da sich durch die gleichen Abmessungen ein Formatfaktor in Relation zum Kleinbildformat von eins und somit keine Änderung des Bildwinkels ergibt. Der Bildbeschnitt durch kleinere Sensoren kann dabei je nach Anwendung ein Vor- oder Nachteil sein.

Nur ein Vollformatsensor bietet aber die Beibehaltung des gewohnten Brennweitenverhältnisses: So entspricht eine Optik mit 50 mm Brennweite bei einem 35-mm-Film der Normalbrennweite, während bei APS-C-Format die Normalbrennweite bei etwa 35 mm liegt. Dies hat Auswirkungen auf die Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf die Schärfentiefe.

Das Signal-Rausch-Verhältnis eines Sensors, also das in der Regel störende Bildrauschen bei einer bestimmten Bildhelligkeit, wird einerseits bedingt durch elektrotechnische bzw. festkörperphysikalische Merkmale des Sensors, andererseits durch die auf die einzelnen Pixel einfallende Lichtmenge. Je größer diese Lichtmenge ist, desto besser ist das Signal-Rausch-Verhältnis bei gleichbleibender Rauschamplitude. Ob ein Vollformatsensor bei gleicher Gesamtpixelanzahl und größerer Sensorfläche eine größere Lichtmenge erhält als ein Sensor kleineren Formats, hängt von den Bedingungen ab, unter denen die Sensoren belichtet werden. Um den gleichen Bildwinkel zu erfassen, muss der Vollformatsensor allgemein durch ein Objektiv belichtet werden, dessen Brennweite länger ist, als diejenige des Objektivs vor dem kleinformatigen Sensor. Dabei steht man vor der Wahl, Objektive gleicher Lichtstärke zu benutzen, oder Objektive gleichen Linsendurchmessers, das heißt gleicher Öffnung.

Werden Objektive gleicher Lichtstärke benutzt, fällt bei der größeren Brennweite (Vollformatsensor) eine größere Lichtmenge in die Kamera, die sich aber auf die größere Sensorfläche verteilt, die Intensität bleibt also im Resultat dieselbe. Bei gleicher Gesamtpixelanzahl erhält also auch jedes einzelne Pixel des Vollformatsensors eine entsprechend größere Lichtmenge. Unter diesen Bedingungen weist somit die Abbildung durch die Kamera im Falle des Vollformatsensors ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis auf. Werden dagegen Objektive gleicher Öffnung benutzt, dann fällt in die Kamera jeweils die gleiche Lichtmenge. Bei gleicher Gesamtpixelanzahl erhält also auch jedes Pixel des Vollformatsensors dieselbe Lichtmenge wie das entsprechende Pixel des kleinformatigen Sensors. Bei diesen Bedingungen besitzt der Vollformatsensor, zumindest was den Strahlengang anbetrifft, keinen Vorteil bezüglich des Signal-Rausch-Verhältnisses.

Vollformatsensoren sind im Vergleich zu kleineren Sensoren deutlich teurer. Sie lassen bei Verwendung von Wechselobjektiven, die nicht für Sensoren von Digitalkameras optimiert sind, eventuelle Schwächen der Objektive am Rand (schlechtere Schärfe, höhere Vignettierung) stärker hervortreten, während diese ausgeblendet werden, wenn man Vollformat-Objektive an kleineren Sensoren betreibt.

Allerdings treten auch bei kleinen Sensoren unter Umständen im Randbereich Verfälschungen auf, wenn Objektive verwendet werden, die für Kleinbildfilme berechnet wurden, weil das Licht am Rand schräg auf die Sensoroberfläche auftrifft. Herkömmliche Objektive haben keine optimierte Lichtstrahlführung hinsichtlich eines bestimmten Auftreffwinkels auf Sensoren, weil schräg auftreffendes Licht bei Filmen keine Qualitätseinbußen zur Folge hat.

Kleine Sammellinsen, die bei modernen Digitalkameras vor jedem einzelnen Sensorpixel angeordnet sind, können diesen Effekt erheblich verringern, weil sie auch das schräg auftreffende Licht bündeln.

Digitalkameras mit Kleinbild-Vollformatsensoren in der Reihenfolge ihrer Markteinführung:

• Contax N Digital (2002, nicht mehr in Produktion)
• Canon EOS 1Ds (2002, nicht mehr in Produktion)
• Kodak DCS Pro 14n (2003, nicht mehr in Produktion)
• Kodak DCS Pro SLR/n (2004, nicht mehr in Produktion)
• Kodak DCS Pro SLR/c (2004, nicht mehr in Produktion)
• Canon EOS 1Ds Mark II (2004, nicht mehr in Produktion)
• Canon EOS 5D (2005)
• Nikon D3 (2007)
• Canon EOS 1Ds Mark III (2007)
• Nikon D700 (2008)
• Sony Alpha 900 (2008)
• Canon EOS 5D Mark II (2008)
• Nikon D3x (2008)

Mittelformatbereich

Auch im Mittelformatbereich wird von Vollformatsensoren gesprochen, wenn digitale Bildsensoren in ihren Maßen den Analogfilmformaten entsprechen. Anwendung finden diese Sensoren bisher nur in digitalen Kamerarückwänden. Diese werden anstelle der Filmrückwände an der Kamera befestigt und machen so aus einer Analogfilmkamera eine digitale.

Siehe auch

• APS-C
• Four-Thirds-Standard

Weblinks

• Übersicht über übliche Sensorgrößen (auf englisch)
• Maßstabsgerechte Übersicht Sensorgrößen Digitalkameras (auf deutsch)