Vollformatsensor

Rechteckiges Bildfeld eines Vollformatsensors im Bildkreis eines Kleinbild-Objektives. Die Ecken des Bildfeldes reichen bis zum Rande des Bildkreises.

Vergleich Sensorgrößen

Im engeren Sinne steht Vollformat für ein Film- oder Sensorformat, welches den Bildkreisdurchmesser der an der fraglichen Kamera eingesetzten Objektive voll ausnutzt.

Im heute gebräuchlichen, umgangssprachlichen Sinne ist Vollformatsensor (auch KB-Sensor für "Kleinbild"; englisch full-frame sensor, Abk.: FF, bei Nikon FX-Format) ein Marketingbegriff für einen in Digitalkameras enthaltenen elektronischen Bildsensor. Er bezeichnet ein Bildformat, das dem des 35-mm-Kleinbildfilms entspricht, also annähernd 24 × 36 mm. Mit dem Begriff klassifizieren Digitalkamerahersteller eine entsprechende Bildsensorgröße ihrer Produkte und heben sie von kleineren Bildformaten wie z. B. dem digitalen APS-C-Format oder dem Vierdrittel-Format ab.

Geschichte

Das Kleinbildformat 24 × 36 mm hatte sich bei Fotokameras für Farb- oder Schwarzweißfilm über Jahrzehnte als Quasistandard etabliert. Bei der Entwicklung der ersten digitalen Systemkameras für die Großserie griff man aus Kompatibilitätsgründen auf bestehende Kleinbild-Systeme (wie Canon EOS, Minolta A, Nikon F, Pentax K etc.) zurück. Jedoch wurden zunächst aus technischen und Kostengründen nur Halbleiter-Bildwandler geringerer Größe eingesetzt. Es setzten sich Kameras mit einem Formatfaktor von ca. 1,5 bis 1,7 als Standard durch, in einigen Modellen auch Faktor 1,3. Diese kleineren Sensorgrößen werden als APS-C- bzw. APS-H-Sensoren bezeichnet. Erst um 2000 wurden Sensorgrößen mit Sensoren in einem Format verbreiteter, das dem Kleinbildformat der analogen Fotografie in etwa entsprach.

Ab Anfang der 2000er Jahre wurden serienmäßig Bildsensoren mit dem vollen Kleinbildformat angeboten, die zur Unterscheidung von den kleineren Vorläufern als full frame sensor bzw. Vollformatsensor vermarktet wurden. Heute existieren daneben auch digitale Bildsensoren mit Größen, die über das sog. Vollformat hinausgehen (vgl. Mittelformatkamera).

Eigenschaften der Sensoren

Vollformatsensoren sind im Vergleich zu kleineren Sensoren teurer in der Herstellung. Das Signal-Rausch-Verhältnis eines Sensors, also das Intensitätsverhältnis des Bildsignals zum in der Regel störenden Bildrauschen, wird einerseits durch elektrotechnische bzw. festkörperphysikalische Merkmale des Sensors, andererseits durch die auf die Sensorfläche einfallende Lichtmenge bedingt. Je größer diese Lichtmenge ist, desto vorteilhafter ist das Signal-Rausch-Verhältnis bei gleichbleibender Rauschamplitude. Bei gleicher Belichtung ist die vom Film oder Sensor eingefangene Lichtmenge proportional zur Fläche des Aufnahmeformates.

Objektive

Werden Kleinbild-Objektive, welche vor der Digitalisierung der Fotografie entworfen wurden, an Digitalkameras eingesetzt, so treten oftmals Schwächen zutage.

Die Oberfläche von Filmmaterial ist matt; ein Halbleiter-Bildwandler besitzt eine spiegelnde Oberfläche. Das bedeutet, in Digitalkameras entsteht stärkeres und gerichteteres rückwärtiges Streulicht als in Kameras für Film. Vor Einführung der Digitalfotografie konstruierte Objektive sind darauf nicht abgestimmt, so dass es in manchen Fällen zu Kontrastverlusten oder einem hellen Fleck (englisch hot spot) in der Bildmitte kommen kann.

Verwendet man Objektive, welche für Vollformatkameras konstruiert wurden, an Kameras mit einem kleineren Aufnahmeformat, so reduziert sich der genutzte Bildwinkel. Die mit dem Bildwinkel assoziierte Brennweite verlängert sich scheinbar um den Formatfaktor. Es wird nur der zentrale Bereich der Abbildung durch das Objektiv erfasst. So werden etwaige Schwächen am Bildrand (Schärfeabfall, Vignettierung, Farbquerfehler) ausgeblendet. Andererseits erhöht sich durch das kleinere Aufnahmeformat der Anspruch an das allgemeine Auflösungsvermögen.

Kameras

Die folgende Tabelle nennt Kameramodelle, in denen unterschiedliche Vollformat-Bildsensoren eingebaut sind. Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Digitalkameras mit Kleinbild-Vollformatsensoren

Marktein­führung (Jahr)	Modell(e)
2002	Canon EOS 1Ds, Contax N Digital
2003	Kodak DCS Pro 14n
2004	Canon EOS 1Ds Mark II, Kodak DCS Pro SLR/c, Kodak DCS Pro SLR/n
2005	Canon EOS 5D
2007	Canon EOS 1Ds Mark III, Nikon D3
2008	Canon EOS 5D Mark II, Nikon D3X, Nikon D700, Sony Alpha 900
2009	Leica M9, Nikon D3s, Sony Alpha 850
2011	Leica M9-P
2012	Canon EOS 1D X, Canon EOS 1D C, Canon EOS 5D Mark III, Canon EOS 6D, Leica M-E, Leica M Monochrom, Nikon D4, Nikon D600, Nikon D800/D800E, Sony Alpha 99, Sony RX1
2013	Leica M, Nikon D610, Nikon Df, Sony Alpha 7, Sony Alpha 7R, Sony RX1R
2014	Nikon D4S, Nikon D750, Nikon D810, Sony Alpha 7 II, Sony Alpha 7S
2015	Canon EOS 5DS, Leica Q, Leica SL, Nikon D810A, Sony Alpha 7R II, Sony Alpha 7S II, Sony RX1R II
2016	Canon EOS 1D X Mark II, Canon EOS 5D Mark IV, Nikon D5, Pentax K-1, Sony Alpha 99 II
2017	Canon EOS 6D Mark II, Leica M10, Nikon D850, Sony Alpha 7R III, Sony Alpha 9
2018	Canon EOS R, Nikon Z 6, Nikon Z 7, Pentax K-1 Mark II, Sony Alpha 7 III
2019	Canon EOS RP, Leica Q2, Panasonic Lumix DC-S1, DC-S1R und DC-S1H, Sony Alpha 7R IV, Sony Alpha 9 II
2020	Canon EOS 1D X Mark III, Canon EOS R5, Canon EOS R6, Nikon D6, Nikon D780, Nikon Z 5, Nikon Z 6II, Sony Alpha 7C
2021	Canon EOS R3, Nikon Z 9, Sony Alpha 1, Sony Alpha 7 IV, Sony FX3
2022	Canon EOS R6 Mark II, Sony Alpha 7R V
2023	Canon EOS R8, Nikon Z 8, Nikon Z f
2024	Canon EOS R5 Mark II, Canon EOS R1, Nikon Z 6III, Sony Alpha 9 III
2025	Canon EOS R6 Mark III, Nikon Z 5II, Sony Alpha 7 V, Sony RX1R III

Mit der Sitina 1 existiert zudem eine Vollformatkamera als Open-Source-Hardware zum freien Nachbau. Das seit 2017 in konstanter Weiterentwicklung befindliche und von Wenting Zhang initiierte Modell ist unter MIT- und CERN-Open-Hardware-Lizenz veröffentlicht.