Brennweitenverlängerung
In den technischen Daten von Digitalkameras wird die Größe des Sensors meist als Bruchteil eines Zolls angegeben, beispielsweise 1/2,5". Diese Größenangabe geht auf die Messung des Durchmessers von Aufnahmeröhren von Filmkameras zurück und ist etwas irreführend. Die eigentliche Sensorgröße ist nämlich deutlich geringer, als die Angabe vermuten macht. Die Tabelle zeigt ungefähre Sensorabmessungen und -flächen für einige gängige Sensorgrößen.
| Sensorgröße in Zoll | Sensorgröße in mm | Bilddiagonale d in mm | Abmessungen b x h in mm | Fläche in mm² |
|---|---|---|---|---|
| 1/3" | 8,5 mm | 5,5 mm | 4,6 mm x 3,0 mm | 14 mm² |
| 1/2,7" | 9,4 mm | 6,0 mm | 5,0 mm x 3,3 mm | 17 mm² |
| 1/2,5" | 10,0 mm | 6,4 mm | 5,3 mm x 3,6 mm | 19 mm² |
| 1/2" | 12,7 mm | 8,0 mm | 6,7 mm x 4,4 mm | 30 mm² |
| 1/1,8" | 14,1 mm | 8,9 mm | 7,4 mm x 4,9 mm | 37 mm² |
| 1/1,6" | 15,9 mm | 10,1 mm | 8,4 mm x 5,6 mm | 47 mm² |
| 1/1,5" (2/3") | 16,9 mm | 11,0 mm | 9,2 mm x 6,1 mm | 56 mm² |
| 4/3" (Four Thirds) | 33,8 mm | 21,3 mm | 17,7 mm x 11,8 mm | 209 mm² |
| APS-C | 27,1 mm | 22,5 mm x 15,0 mm | 339 mm² | |
| Kleinbild | 43,3 mm | 36,0 mm x 24,0 mm | 864 mm² |
Das Objektiv einer Kamera besteht meist aus einem Linsensystem, also mehreren hintereinander angeordneten Linsen. Effektiv hat das Objektiv die Wirkung einer Sammellinse. Würde man diese Sammellinse ins Sonnenlicht halten, entstünde auf einem dahinter gehaltenen Blatt Papier in einem bestimmten Abstand ein scharfer Lichtpunkt, in dem das gesamte einfallende Licht gebündelt wird. Das Papier wird dadurch erhitzt und kann zu brennen beginnen. Man nennt diesen Abstand daher "Brennweite". Gemessen wird dabei die Entfernung des Papiers bis zur Linsenmitte.
Der Bildsensor einer Digitalkamera wird nicht im Brennpunkt montiert, sondern dahinter. Die Brennweite ist also nicht der Abstand von Linse und Sensor. Es gibt ein optisches Gesetz, das besagt: 1/f = 1/g + 1/b
f ist dabei die Brennweite, g der Abstand des zu fotografierenden Objekts von der Linse und b der Abstand des Sensors von der Linse. Bei einem Objektiv mit einer Brennweite von 50mm, das auf ein Objekt in einer Entfernung von 5m scharfgestellt werden soll, ergibt sich aus der Gleichung für den Sensorabstand etwa 50,5 mm, bei einem Objektabstand von 1m muss der Sensor ca. 52,6mm entfernt sein. Daran sieht man, dass der Abstand von Linse und Sensor veränderbar sein muss, um eine scharfe Bilddarstellung zu erreichen.
Bei analogen Kleinbild-Kameras ist die Fläche des "Bildaufnehmers", also des zu belichtenden Filmabschnitts, festgelegt auf 36 x 24 mm. Sensoren für Digitalkameras sind meist erheblich kleiner. Mit einem Objektiv, das eine Brennweite von beispielsweise 50 mm hat, wird bei einer Sensorgröße von z.B. 18 x 12 mm nur ein Bildausschnitt von der Größe eines Viertels dessen genutzt, den eine Kleinbildkamera verwendet. Betrachtet man das Bild, das bei der Digitalkamera aufgezeichnet wird, wirkt es gegenüber dem mit einer Kleinbildkamera mit dem gleichen Objektiv angefertigten wie herangezoomt. Um mit einer Kleinbildkamera den gleichen Bildausschnitt fotografieren zu können, bräuchte man ein Objektiv mit doppelter Brennweite, also 100 mm. Man spricht daher bei einem Sensor dieser Größe von einer "Brennweitenverlängerung" um den Faktor zwei.
Von der Analogfotografie her haben die meisten Hobbyfotografen eine ganz gute Vorstellung von Objektivbrennweiten: 50 mm gilt als normale Brennweite, alles darunter als Weitwinkel, alles darüber als Tele. Diese Angaben jeweils von der Sensorgröße abhängig zu machen, wäre sehr unübersichtlich. Daher hat es sich eingebürgert, die Brennweiten als "Kleinbild-Äquivalent" anzugeben. Diese Angabe ist so zu verstehen, dass eine Kleinbildkamera mit der angegebenen Brennweite genau den gleichen Bildausschnitt festhalten würde.