Digitalkameras haben fast ausschließlich kleinere Sensoren als KB-Kameras. Auf den Objektiven wird aber immer nur die tatsächliche Brennweite angegeben. Da stellt sich dann die Frage, wie man die in einen von der KB-Kamera gewohnten Wert umrechnen kann. Unter "f=6,2 mm" kann sich nämlich niemand etwas vorstellen, unter "entspricht 28mm bei KB" aber sehr wohl.
Per Definition gilt, dass der Diagonal-Bildwinkel (bezogen auf die jeweilige Sensorgröße) aussagt, welcher KB-Brennweite das betr. Objektiv entsprich. Die Zahl, mit der multipliziert werden muss, ergibt sich deshalb aus dem Verhältnis der beiden Bilddiagonalen. Sie wird "Brennweiten-Verlängerungsfaktor" oder auch "Crop-Faktor" genannt. Bei 4/3" Sensoren ist sie z.B. 2,0.

Bei unterschiedlichen Seitenverhältnissen der Sensoren ergeben sich - bei gleichem Diagonalwinkel - unterschiedliche Horizontalwinkel. Bei 16:9 ist er größer, bei 4:3 kleiner als bei KB. Konkret bedeutet das, dass bei umgerechneten 28 mm bei einer 4:3 Kamera z.B. bei einer Gruppenaufnahme weniger Personen auf dem Bild zu sehen sind als bei einer KB Kamera.
Andererseits erfasst sie oben und unten mehr vom Motiv als eine KB-Kamera, was häufig sehr nützlich ist. (→Bildbericht Laos).

Bei Tele ist der 4:3 Sensor durch den kleineren Horizontal-Bildwinkel im "Vorteil". Er hat dann nämlich z.B. bei "100 mm KB" eine stärkere Telewirkung als ein entspr. KB-Foto.

Die Brennweite kleiner Digitalkameras auf die entspr. Brennweite von KB-Kameras umzurechnen, ist international üblich. Das hindert die Zeitschrift "test" aber nicht daran, eine eigene Definition einzuführen: Die "normierte" (auf die jeweilige Standardbrennweite bezogene) Brennweite eines Zoomobjektivs bei Weitwinkel- und Tele-Einstellung. So ergibt sich z.B. für 35 mm ein Wert von 0,7. Sehr gewöhnungsbedürftig!

International üblich ist es, den Zoomfaktor aus dem Verhältnis der beiden tatsächlichen Brennweiten zu ermitteln. (Das Verhältnis der umgerechneten Brennweiten ergibt natürlich das gleiche Ergebnis!).
Der Zoomfaktor gibt an, wie viel größer ein weit entfernter Gegenstand bei Tele gegenüber WW dargestellt wird.
Siehe auch → Digital-Tele

Hinweis für Theoretiker:
Der Zoomfaktor gilt streng genommen nur bei unendlich! Bei Nahaufnahmen ist er etwas geringer, weil dann die Brennweiten durch die bei Zoomobjektiven üblichen Innenfokussierung reduziert werden.

Die Zeitschrift "test" gibt einen speziellen Zoomfaktor an. Er ist - besonders bei großen Zoombereichen - deutlich kleiner als der "normgerechte" Zoomfaktor. Ursache dafür ist die fragwürdige Bestimmung der o.g. normierten Brennweiten und die Bestimmung bei rel. kurzen Entfernungen anstatt bei unendlich.

Hier der Vergleich 4:3 mit 16:9 am Beispiel eines Fotos aus der Cao-Dai Kirche in Long Hoa (Vietnam) mit gleicher (umgerechneter) Brennweite.

→ Ein weiteres praktisches Beispiel

Würde nun anstelle des KB-Films bzw. KB-Sensors (36x24mm) ein 1/2,3" Minisensor (6,2x4,6mm) in der Kamera eingebaut sein, dann würde von ihm nur ein kleiner Ausschnitt in der Bildmitte erfasst werden (rechtes Bild). Das 40mm KB-Objektiv entspricht dann einem 224mm Teleobjektiv. Für eine KB-Kamera wäre ein solches starkes Teleobjektiv sehr viel größer und schwerer. Für den kleinen Sensor genügt aber für die gleiche Telewirkung das rel. kleine 40mm KB-Objektiv.

Um das Rathaus in voller Größe zu erfassen, würde bei dem kleinen Sensor ein Mini-Objektiv mit nur 7,1mm (echter) Brennweite nötig sein und das ist dann sicherlich deutlich kleiner als das 40mm KB-Objektiv. Beide haben aber den gleichen Bildwinkel.

Da Licht eine Wellenstruktur hat, ergeben sich Beugungsmuster an jedem Hindernis. Der Rand der Blende ist solch ein Hindernis und je kleiner die Blende, desto stärker fällt dies Ablenkung ins Gewicht. Der Durchmesser der Blende ist natürlich um so kleiner, je kleiner die Brennweite der Kameras ist. Bei einfachen Handy-Kameras (ca. 3mm Brennweite) liegt der Durchmesser bereits bei offener Blende im kritischen Bereich. → Artikel aus Teltarif.de.  Aber auch bei Kameras mit dem "Standardsensor" 1/2,3" beginnt ab Blende 4 der kritische Bereich.

Durch die Beugung der Lichtstrahlen wird ein Punkt des Motivs nicht mehr als Punkt abgebildet, sondern als Beugungsmuster mit einem Wellenmaximum und Nebenminima auf beiden Seiten. Sie bilden einen mehr oder weniger großer Kreis, die sog. Airy-Scheibe (nach dem engl. Physiker). Solange dieser Kreis nicht viel größer als die Sensorzellen ist, spielt das keine Rolle. Kritisch wird es, wenn die Größe der Sensorzellen in der Größenordnung des Beugungskreises liegt *). Bei einer weiteren Erhöhung der MP-Zahl (= noch kleinere Sensorzellen) trifft ein solcher Beugungskreis gleichzeitig auf immer mehr Sensorzellen, die dann alle praktisch den gleichen Inhalt haben. Das ergibt dann keine merkliche Zunahme von Bilddetails. Deshalb ist es Unsinn, Sensoren mit zu vielen MP in eine kleine Kamera einzubauen. Das erhöht nur den Speicherbedarf und das Rauschen und bremst die Geschwindigkeit.

Diese Auflösungsgrenze liegt (falls das Objektiv gut ist und nur wenig bzw. gar nicht abgeblendet wird!) bei

• Handys mit 1/3,2" Sensor bei etwa 8MP
• Kameras mit 1/2,3" Sensor bei ca. 10MP (→Grafik).
• APS-Kameras bei ca. 24MP.

Aber auch Kameras mit Sensoren in KB-Größe bieten keine unbegrenzte Auflösung. Zwar treten hier die Beugungsprobleme erst ab Blende 11 auf, aber das max. Auflösungsvermögen  der Objektive (in Lp/mm), sorgt dafür, dass die Bäume nicht in den Himmel wachsen. Hier liegt die Grenze bei etwa 30MP. →mehr Infos

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*) Die Airy-Scheibe hat für grünes Licht (550 nm) einen Durchmesser von 1,9 µm bei Blende 1,4, 3,8 µm bei Blende 2,8 und 7,5 µm bei Blende 5,6. Die Kantenlänge eines einzelnen Pixels beträgt bei einer SLR meist deutlich über 4 µm, bei einem 16-Megapixel-Sensor in einer Kompaktkamera teils weniger als 1,5 µm.
In der Signalverarbeitung der Kamera wird der Verlust an Kontrast durch Beugung korrigiert. Doch dies geschieht nicht ohne negativen Einfluss auf das Bild. Eine künstliche Schärfung erhöht das Rauschen signifikant und eine eventuelle komplexe Rauschreduktion führt zu Artefakten und Verlusten in der Texturwiedergabe. (Quelle: ColorFoto)

Hier ein Ausschnitt aus obiger Nahaufnahme mit der F10
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Makro-Objektive für Systemkameras sind speziell für Nahaufnahmen berechnet und haben meist eine rel. lange Brennweite, um nicht zu nah an das Motiv (z.B. Biene) herangehen zu müssen. "Max. 1:3" bedeutet z.B., dass die Biene dann in 3facher Verkleinerung auf dem Sensor abgebildet wird.
Gleiches kann man auch mit Vorsatzlinsen oder Zwischenringen erreichen. Aber das ergibt eine geringere Bildqualität.

Es gibt allerdings für einige Kameras eine preiswerte Alternative zu einem Makro-Objektiv: ein Umkehrring für ca. 15.- Euro. Damit wird das Objektiv "verkehrt herum" angeschraubt. Mit einem gewöhnlichen Standardobjektiv sind dann Bilder wie dieses möglich! Allerdings muss man dann wie vor 70 Jahren arbeiten. Kein Autofokus, keine Belichtungsautomatik, Blende oft nicht vorgebbar.

(Foto: Wolfgang aus Tirol)

Wie der Einfluss der Blende auf die Schärfe bei den Wechselobjektiven für APS-Kameras auswirkt, kann an dem bei dpreview gezeigten →Beispiel (Sony 16 - 105 [24-160mm]) nachvollzogen werden. Die sehr starke Randunschärfe verschwindet zwar beim Abblenden, aber bereits bei Blende 11 ist zwar das gesamte Bildfeld gleichmäßig scharf, aber von der zuvor hervorragenden Schärfe in Bildmitte ist nichts mehr übrig. 

Erläuterungen:

Auf einen Blick ist erkennbar, in welchem Bildbereich das Objektiv die volle Auflösung des Sensors erreicht. Wie sich dieser Bereich durch (leichtes!) Abblenden vergrößern lässt, kann man durch verschieben der Blendenvorgabe herausfinden. Positioniert man den Mauszeiger über einem der Schachbrettsymbole, so wird die (Un)Schärfe an der betr. Stelle gezeigt.
Eine zweite Grafik zeigt dann noch den jeweiligen Schärfeverlauf von Bildmitte bis zu einer Bildecke.  Der Messwert ist aber nicht "Zeilen/Bildhöhe", da die Objektive ja in Kameras mit unterschiedlichen MP-Werten (Bildhöhe!) eingesetzt werden können.
Interessant ist übrigens, dass nur wenige Zoom-Objektive die volle Auflösung des betreffenden Sensors erreichen. Und auch dann nur bei bestimmten Brennweiten, abgeblendet und in Bildmitte. Aber selbst in Bildmitte sinkt sie bei manchen Brennweiten auf die Hälfte ab. Das heißt, dass eine 12MP-Kamera dann nur noch die Auflösung einer 3MP-Kamera hat. Wieder ein Argument gegen zu hohe MP-Werte!

Die verschiedenen Blendenformen

Irisblende
Sog. Irisblenden bestehen aus vielen Lamellen, die in der Mitte ein Loch (Blende) bilden. Durch das Verdrehen der Lamellen gegeneinander kann dieses Loch immer weiter verkleinert werden. Dadurch sind die o.g. Blendenstufen exakt einstellbar. Je höher die Anzahl Lamellen, um so mehr nähert sich die Blende einem Kreis und um so besser ist das sog. "Bokeh" des Unschärfebereichs.

Lochblende
Viele Kameras verzichten auf diese aufwendige Konstruktion und schalten lediglich ein Blech mit einem entsprechend großem Loch in den Strahlengang des Objektivs. Die Kamera verfügt dann nur über die Alternativen: "offene Blende" oder z.B. Blende 9,0. Durch Veränderung der Brennweite ändern sich natürlich die relative Größe dieses Blendenloches, so dass der effektive Blendenwert bei Tele kleiner ist.
Wenn die Randschärfe bei offener Blende einwandfrei ist (keine Abblendung nötig!), dann ist die Bildqualität solcher Kameras genauso gut wie mit Irisblende.
Einziger Unterschied: Die sternförmigen Strahlen um überstrahlte Lichter treten bei Lochblenden nicht auf.

Fuji F31 (Irisblende)                            Fuji F200 (Lochblende)

Graufilter
Um die Beugungsunschärfe (sh. oben) zu vermeiden, verwenden viele Kameras ein Graufilter, das als "Blende" eingeschwenkt wird. Dann kann zwar kein Einfluss mehr auf die Schärfentiefe genommen werden, aber bei den extrem kurzen (effektiven) Brennweiten kleiner Kameras ist das unkritisch. Sternförmige Strahlen gibt es ebenfalls nicht. Wie bei der Lochblende sind die beiden "Blendenwerte" abhängig von der maximalen Öffnung bei der jeweiligen Brennweite, da ja durch das Graufilter die Helligkeit um einen bestimmten Wert (oder gar nicht) reduziert wird. Noch wichtiger als bei der Lochblende ist hier eine randscharfe Optik, da ein Schärfegewinn durch Abblenden nicht möglich ist.

Anmerkung:
Kameras mit Zeitvorwahl ("S" = Blenden-Automatik) erfordern die aufwendige Irisblende, weil bei einer manuell vorgegebenen Belichtungszeit die richtige Belichtung nur durch eine ganz bestimmte Blende erreicht werden kann. Kameras mit Lochblende bzw. Graufilter bieten nur zwei Möglichkeiten: "offene Blende" oder "kleine Blende". Logischerweise hat man dann auch nur die Wahl zwischen zwei möglichen Belichtungszeiten. Die Kameras können sich dann nur mit der Wahl eines passenden ISO-Wertes behelfen. Die Vorgabe eines bestimmten ISO-Werte ist nicht möglich.
Blenden-Vorwahl ("A") ist auf zwei Blenden beschränkt. Zu allem Überfluss ist die tatsächliche Blende dann von der gewählten Brennweite abhängig. Das kann die Kamera zwar automatisch berücksichtigen, macht aber Probleme bei Verwendung von Zusatzblitzgeräten, da keine konstante "Arbeitsblende" vorgegeben werden kann.

Automatik-Kameras haben keine Probleme. Sie wählen zunächst einfach eine der beiden möglichen "Blenden" und passen die Belichtungszeit dann entsprechend an.

Bei Kameras mit fest eingebautem Objektiv kann natürlich kein Telekonverter eingesetzt werden. Es werden stattdessen sog. Vorsatz-Objektive angeboten. Für Kameras mit zu wenig Weitwinkel gibt es Weitwinkel-Vorsatzobjektive. Da inzwischen die meisten Kameras aber 28mm und sogar 24mm Weitwinkel bieten, sind dann lediglich sog. Tele-Vorsatzobjektive sinnvoll.
Aber alle Vorsatzobjektive haben den Nachteil, dass sie nicht optimal auf ein bestimmtes Kamera-Objektiv abgestimmt sind und deshalb die Bildqualität mehr oder weniger stark reduzieren. Außerdem sind sie rel. schwer (viel Glas!). Bei kleinen Taschenkameras sind sie meist nur mit Hilfe eines angeklebten Adapterrings zu befestigen ... wenn überhaupt.
Außerdem: Wenn man bereit ist, solche Zusatz-Objektive mit sich herumzuschleppen, warum kauft man dann nicht gleich eine Systemkamera?