Sensorgrössen in Kameras – ein Vergleich

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Sensorgrössen in Kameras – ein Vergleich

Mrz 24, 2021 | 0 Kommentare

Was früher die Aufgabe des Film war, übernimmt heute der Kamerasensor. Er zeichnet die Bildinformationen auf und ist somit der wichtigste Teil in der Kamera. Beim Film war seinerzeit viel Chemie und Physik im Spiel. Heute bei den digitalen Kameras wurde die Chemie durch Elektronik ausgetauscht die aber, wenn man in die Tiefe gehen will, genauso komplex ist.

Aufbau eines Sensors

Ich möchte hier kurz auf den prinzipiellen Aufbau eines Kamerasensors eingehen ohne zu sehr in technische Details abzudriften. Ein Kamerasensor besteht aus vielen lichtempfindlichen Pixeln. Jeder dieser Pixel zeichnet die Information auf, die durch das Objektiv innerhalb der Belichtungszeit auf ihn trifft. Vereinfacht bedeutet das, dass ein größerer Sensor mehr Informationen als ein kleiner Sensor sammeln kann und deshalb auch ein besseres Bild erzeugt.

Kamerasensor (Grafik)

Warum es ein Vorteil ist groß zu sein

Manchmal ist Größer auch besser, vor allem dann, wenn es darum geht Informationen einzusammeln. Ein lichtempfindlicher Pixel hat je nach Sensor eine bestimmte Größe. Die Anzahl der vorhandenen Pixel auf einem Sensor wird mit Megapixel angegeben. Vor ein paar Jahren noch waren 12 Megapixel noch ein echtes Highlight, heute sind 16 – 24 Megapixel ein akzeptables Maß, Profikameras haben auch schon mal 36 Megapixel und mehr.

Worauf ich hinaus will ist folgendes. 24 Megapixel auf einem großen Sensor ergibt ein besseres Ergebnis als 24 Megapixel auf einem kleinen Sensor. Der Grund ist offensichtlich, um die gleiche Anzahl an Pixel auf einer kleineren Fläche unterzubringen, müssen die Pixel deutlich kleiner sein, was dazu führt, dass gerade bei schwachen Lichtverhältnissen der Dynamikumfang (Kontrastumfang) ab und das Bildrauschen zunimmt.

Kleinere Pixel auf kleinem Sensor

Um die gleiche Anzahl an Pixel auf einen kleineren Sensor zu bekommen müssen diese kleiner ausfallen. Das erhöht das Rauschverhalten bei schwierigen Lichtverhältnissen.

Ein größerer Sensorfläche erlaubt es Kameraherstellern aber auch dort deutlich mehr Pixel zu platzieren, also die Auflösung zu vergrößern ohne dabei Abstriche bei der Bildqualität machen zu müssen.  Zum Vergleich, ein Vollformatsensor könnte 36 Megapixel haben, bei gleicher Größe, gegenüber eines APS-C Sensors mit 16 Megapixeln. Das sind mehr als doppelt so viele Pixel, also ein ganz schön großer Unterschied.

Großer Sensor - mehr Pixel

Auf einen Vollformatsensor passen deutlich mehr Pixel bei gleicher Größe

Der Ehrenrettung halber muss aber dazu gesagt werden, dass die Technik bei allen Sensoren schon weit fortgeschritten ist. Ein APS-C Sensor ist nicht unbedingt schlechter gegenüber des Vollformatsensors. Ich benutze einige Kameras mit APS-C Sensor, diese haben dann ganz andere Qualitäten.

Mega Megapixel

Wieviel Megapixel der Fotograf braucht, darüber lässt sich in aller Ausführlichkeit Streiten. Vor einigen Jahren war man stolz wenn man eine 8 Megapixelkamera besessen hat. Noch mehr Pixel auf dem Sensor würde ja nur das Rauschverhalten verstärken und die Dateigröße unnötig in die Höhe treiben. Heute hat ein Vollformatsensor z.B. von der Nikon Z 7 45,7 Megapixel.
Höhere Auflösung bedeutet aber immer auch mehr Datenvolumen, mehr Rechenpower. Dafür hat man natürlich die Möglichkeit die Bilder noch größer ausdrucken zu können, oder nachträglich stärker zu beschneiden, ohne dass das Bild zu klein wird.

Es kommt schon sehr stark auf den Verwendungszweck an. Wer sich seine Bilder nur am Rechner anschauen will, oder Abzüge in den gängige Standartformaten macht, der ist nicht zwingend auf so hohe Auflösungen angewiesen.

Was aber klar geworden sein dürfte, dass alleine die Angabe über die Megapixel noch keine vernünftige Aussage über die zu erwartende Qualität macht. 12 Megapixel wie sie zur Zeit bei einem iphone 12 beworben werden, müssen sich den Platz auf einem sehr kleinen Sensor teilen, entsprechend klein sind sie dann auch. Die Angabe der Megapixel sollte also immer im Zusammenhang mit der Sensorgröße betrachtet werden.

Vorteile eines großen Sensors

Der Vollformatsensor orientiert sich an der Größe des ursprünglichen 35mm Film-Formates einer Kleinbildkamera. Entsprechend geläufig ist den meisten auch noch die Bezeichnung der Brennweiten von Objektiven. Ein Foto, aufgenommen mit einem 50 mm Objektiv mit einer Vollformatkamera, wäre bei gleicher Brennweite bei einem ASP-C Sensor schon eine Teleaufnahme die einer 75mm Brennweite beim Vollformat entspricht. Hier macht sich der Verlängerungsfaktor oder auch Crop-Faktor von 1,5 von ASP-C zu Vollformat bemerkbar.

Crobfaktor - Vollformate ASP-C

Vergleich Vollformatsensor zu ASP-C Sensor. Durch das kleinere Format des ASP-C Sensors hat das selbe Objektiv einen Verlängerungsfaktor von 1,5 – 50mm bei Vollformat wird zu einem 75mm bei einem ASP-C Sensor.

Sensorgrößen im Überblick

Es gibt eine große Anzahl an Sensorgrößen. Ich hab mal die gebräuchlichsten herausgesucht.

Grafik - Sensorgrößen im direktem Vergleich

Der graue Bereich zeigt den Unterschied zum Vollformat an.

 

  Größe Kameras und Hersteller (Beispiel)
Vollformat 36,00 x 24,00 mm Nikon D850, Sony Alpha 7 iii, Canon EOS R6
APS-C, DX 23,70 x 15,60 mm Nikon D500, Fujifilm X-T3
APS-C 22,20 x 14,80 mm Canon PowerShot G1X
Micro Four Thirds 4/3″ 17.30 x 13.00 mm

Olympus OM-D E-M1 Mark III

1″ 13,20 x 8,80 mm

Sony DSC-RX100 V

1/1.7″ 7.60 x 5.7 mm

DJI Pocket 2

1/2.3″ 6.17 x 4.55 mm

Panasonic Lumix DC-TZ96