Bildsensoren grafisch dargestellt: Vom Mini-Smartphone-Sensor bis zur Vollformatkamera

Dieser Beitrag erschien ursprünglich 2017 und wurde von uns 2021 umfassend aktualisiert.

Bilder sagen oft mehr als Worte. Kürzlich haben wir euch an dieser Stelle Bildformate grafisch dargestellt, also 16:9, 4:3 und Co. Heute ein artverwandtes Thema: die Größe von Bildsensoren für Digitalkameras. Wir kombinieren das Ganze mit einem kleinen Ratespiel, das wir am Ende auflösen: Was ist auf all den folgenden Fotos zu sehen?

Steigen wir erst einmal ganz klein ein: Viele Smartphones haben einen Sensor von etwa 1/3,2“. Und der ist in Realität etwa so groß:

Wie ihr seht – seht ihr nicht viel. Da ist uns kein Fehler unterlaufen. Kleine Bildsensoren in einem Standard-Smartphone sind nur etwa so groß wie der Nagel eures kleinen Fingers. Sogar Premium-Smartphones verwenden derart kleine oder noch kleinere Sensoren meist für ihre Zweit- und Drittkameras. Die Telekamera im iPhone 12 Pro etwa beherbergt einen Sensor von nur 1/3,4“ Größe für die Telekamera und gar nur 1/3,6“ für die Ultraweitwinkelkamera.

Zum Glück hat hier zuletzt ein Trend zur Größe eingesetzt. Gerade die Hauptkameras in Premium-Smartphones sind von Jahr zu Jahr größer geworden und messen jetzt zum Beispiel 1:1,8“. Das ist dann so groß:

Sieht auf den ersten Blick auch nicht gigantisch aus, oder? Dabei ist die Fläche schon mehr als doppelt so groß wie im 1/3,2-Zoll-Sensor.

1 Zoll: Die magische Grenze für Premium-Smartphones

Zuletzt begann wieder ein regelrechter Wettlauf darum, wer den größten Sensor in einem Smartphone hat. Das Sharp Aquos R6 war dann das erste Smartphone, das einen 1“-Sensor beherbergte. Der ist so groß:

1“ oder 1 Zoll ist so etwas wie die kritische Marke, eine Art „Vollformat für Smartphones“, denn viel größer können Sensoren in Smartphones kaum werden, wenn die Geräte noch halbwegs kompakt bleiben sollen. Sharp erkauft sich den riesigen Sensor im Aquos R6 auch nur mit einem weit herausstehenden Kamerabuckel.

Lasst euch übrigens nicht täuschen: 1 Zoll ist nicht nur groß für Smartphones. Das Maß zählt auch für Kompaktkameras schon fast zur Luxusklasse. Einfache Reisekameras setzen meist nur auf Sensoren mit 1/2,3“ oder 1/2,7“. Sonys RX-Serie etwa gilt als eine der Premium-Serien für Kompaktkameras und setzt dabei ebenfalls auf 1-Zoll-Sensoren:

Zoll ist nicht gleich Zoll

Das Maß „Zoll“, das Kamerahersteller verwenden, entspricht übrigens nicht dem gebräuchlichen Zollmaß, mit dem ihr eure Fernseher oder Smartphone-Displays messt. Der 1-Zoll-Sensor bei Bildsensoren misst nur 13,2 mal 8,8 Millimeter und besitzt eine Diagonale von 16 Millimetern.

Das entspricht knapp zwei Dritteln des eigentlichen Zolls von 25,4 Millimetern. Die Definition davon geht auf die alte Vidiconröhre zurück. Statt des eigentlichen Durchmessers von 1 Zoll maßen die Techniker den real nutzbaren Innendurchmesser, der entsprechend kleiner war. Klingt nicht logisch, müsst ihr auch nicht gut finden. Aber es ist gut zu wissen.

Sensoren größer als 1 Zoll: 4/3, APS-C und „Vollformat“

Die gute Nachricht: Bei 1 Zoll ist nicht Schluss, wie das Four-Thirds-Format beweist:

Four Thirds (= vier Drittel) bezieht sich auf den 1-Zoll-Sensor, also 4/3 Zoll. Klingt nicht nach viel, ergibt allerdings schon eine Fläche, die fast doppelt so groß ist wie beim 1-Zoll-Sensor. Zum Einsatz kommt dieser Bildsensor noch in den Systemkameras von Olympus.

Noch etwas größer ist das APS-C-Format – die digitale Adaption des Advanced Photo Systems (APS), eine der letzten großen Innovationen der Analogfotografie in den späten 1990er Jahren:

Die meisten Hersteller von Spiegelreflexkameras und mittlerweile auch die meisten der Systemkameras setzen in ihren Einstiegs- und Mittelklassegeräten auf APS-C. Nikon wiederum vertraut bei vielen Spiegelreflexkameras auf das etwas größere DX-Format:

Und jetzt geht es noch einmal ein richtiges Stück aufwärts. Das Kleinbildformat kommt in immer mehr teuren Spiegelreflex- oder Systemkameras zum Einsatz. Mit einer Kantenlänge von 36 x 24 Millimetern erreichen diese Bildsensoren eine fast viermal so große Fläche wie Four-Thirds und mehr als sieben Mal so viel wie ein 1-Zoll-Sensor. Die digitalen Bildsensoren haben damit die volle Größe des Kleinbildformats aus der Analogfotografie erreicht. Wohl deswegen werden sie auch – etwas irreführend – Vollformatsensor genannt. Treffender ist die eigentliche Bezeichnung Kleinbildformat-Sensor:

Langsam erkennt ihr sogar ein bisschen was, oder?

Sensor	Fläche (in mm²)
1/3,2'' (4,5 x 3,4 mm)	15,3
1/1,8'' (7,2 x 5,4 mm)	38,9
1'' (13,2 x 8,8 mm)	116,2
4/3'' (17,3 x 13 mm)	224,9
APS-C (22,2 x 14,8)	328,6
KB/Vollformat (36 x 24 mm)	864

Es geht noch größer: Mittelformat und Großformat

Den Begriff „Vollformat“ halte ich deswegen für verwirrend, weil er suggeriert, das Ende des Spektrums wäre erreicht, mehr gehe nicht. Geht aber doch. Panasonic und Fujifilm etwa haben mittlerweile auch Systemkameras mit Mittelformatsensoren im Angebot. Und dieser Mittelformatsensor ist noch einmal deutlich größer als ein Vollformatsensor, mit 48 x 36 mm nämlich doppelt groß:

Zumindest in den Maßen, die Panasonic und andere Hersteller für den Mittelformat-Bildsensor gewählt haben. Denn spätestens ab dieser Größe gibt es keine einheitliche Definition mehr. Manchmal bezeichnen Fachleute auch das etwas kleinere 44,0 x 33,0-mm-Format oder auch das wesentlich größere Verhältnis von 45,0 x 60,0 Millimetern noch als Mittelformat.

Die Bezeichnung leitet sich wieder von der Analogfotografie ab. Und da gab es mehrere große Formate, die den Titel „Mittelformat“ trugen.

Sicher ahnt ihr es schon: „Mittel“ deutet darauf hin, dass es da oberhalb noch mehr geben muss, und so ist es natürlich auch. Unter das Großformat fielen zum Beispiel die seit einigen Jahren entwickelten LargeScale-Kameras eines gleichnamigen US-Startups. Das arbeitet an Bildsensoren mit dem Großformat 4 x 5 Zoll bis 11 x 14 Zoll. 11 x 14 wäre also ähnlich groß wie ein DIN-A4-Blatt – allein für den Sensor!

Eine einheitliche Definition gibt es noch nicht. Einige Jahre werden ins Land ziehen, bis ihr so etwas kaufen könnt – und noch mehr, bis ihr das nötige Kleingeld dafür habt. Aber ich vermute einfach mal, die Industrie wird sich irgendwie auf 72,0 x 48,0 mm für ein Großformat einigen, was doppelt so groß wäre wie das Mittelformat. Nämlich so groß:

Wozu große Bildsensoren?

Zum Ende hin schulden wir euch noch eine Auflösung auf die Eingangsfrage, was auf unserem Beispielbild denn nun eigentlich zu sehen ist:

Und was sollte das Ganze nun? Vielleicht habt ihr euch schon selbst einen Reim darauf gemacht: Je größer der Bildsensor, desto mehr Details eines Motivs kann eine Kamera „erkennen“ und damit einfangen; eure Bilder werden detailreicher und rauschärmer. Eurer Kamera steht mehr Licht zur Verfügung, was es euch erlaubt, bei gleicher Blende und ISO-Zahl längere Verschlusszeiten zu wählen.

Gleichzeitig habt ihr eine geringere Schärfentiefe. Was wünschenswert ist, denn auf euren Bildern erscheint dann nicht mehr alles scharf (wie bei den meisten Smartphones). Ihr könnt Schärfe für die Bereiche erzeugen, für die ihr es wollt, während der Rest in angenehme Unschärfe versinkt (Bokeh). Ein Effekt, der das Verhalten des menschlichen Auges nachahmt, der deswegen besonders natürlich wirkt – und den größere Sensoren leichter erzielen können.

Beim Kauf auf die Sensorgröße achten

Warum ihr mit euren Smartphones nicht so detailreich fotografieren könnt, erklärt sich dadurch: die Sensoren sind einfach zu klein dafür. Jedes einzelne Pixel erhält weniger Licht als größere Sensoren. Die Informationen, die jedes Pixel an den Prozessor weiterleiten kann, sind also nicht so exakt. Die Hersteller helfen mit raffinierten Methoden wie Nachtsicht oder Künstlicher Intelligenz nach, womit sie etwa den Porträtmodus erzeugen, der aber nie ganz die Qualität einer guten System- oder Spiegelreflexkamera erreicht.

Ebenfalls wichtig ist die Größe der einzelnen Pixel, die sich auf die Sensorfläche quetschen, also die Pixelgröße. Das haben wir in einem weiteren Beitrag für euch analysiert:

Pixelgröße in Kamerasensoren: Warum ist das wichtig?

Achtet bei der Wahl einer Kamera also auch auf die Größe des Sensors. Erstaunlicherweise liegen die Preise von Kameras mit 1 Zoll, Four Thirds und APS-C oft gar nicht so weit auseinander, während Vollformatkameras in der Regel deutlich teurer und neu praktisch nicht unter 1.000 Euro zu bekommen sind. Mittelformatkameras kosten noch einmal ein Vielfaches davon.

Viele moderne Kameras findet ihr auch bei Euronics. Und bei einigen Händlern könnt ihr sogar Kameras mieten!

Jetzt kommentieren!