Spiegelreflexkamera
Als Spiegelreflexkamera oder verkürzt SR-Kamera bezeichnet man einen Fotoapparat, bei dem sich zwischen Objektiv und Bildebene ein wegklappbarer Spiegel befindet. Das Bild wird vor der Aufnahme auf einer in der Regel horizontal liegenden Mattscheibe seitenverkehrt abgebildet. Bei älteren Kameras wird es dort von oben blickend entweder direkt oder mit Hilfe einer Lupe (Lichtschachtsucher) betrachtet. Später kamen Prismensucher in Gebrauch, mit deren Hilfe das Bild seitenrichtig und horizontal oder parallel zur optischen Achse der Kamera durch ein Okular blickend sichtbar ist.
Eine Variante zur einäugigen (englisch single-lens reflex, SLR) Standardform ist die zweiäugige (engl. twin-lens reflex, TLR) Spiegelreflexkamera. Sie hat einen komplett eigenen Sucher-Strahlengang durch ein über dem Hauptobjektiv angebrachtes zweites Objektiv („zweites Auge“), dem Spiegel, Mattscheibe und in der Regel ein Lichtschacht folgen. Vergleichbar sind beide Kameras nur durch das auf einer horizontal liegenden Mattscheibe befindliche Sucherbild.
Spiegelreflexkameras mit digitalem Aufnahme-Sensor werden meist kurz als DSLR (engl. für digital single-lens reflex) oder DSR (digitale Spiegelreflex) bezeichnet.
kamera mit Sucherschacht
Geschichte und Entwicklung
Die erste Spiegelreflexkamera wurde 1861 von Thomas Sutton konstruiert. 1893 wurde ein Wechselmagazin für die Spiegelreflexkamera patentiert. Die erste in Deutschland hergestellte Spiegelreflexkamera war die Zeus-Spiegel-Kamera und stammte aus dem Werk von Richard Hüttig in Dresden.
Eine der ersten Spiegelreflexkameras mit Klapp-Mechanismus produzierte der Berliner Fritz Kricheldorff (* 1865; † 1933)[1] (siehe Julius Kricheldorff): Um 1895 entwickelte er die erste „Spiegel-Reflex-Klappcamera“.[2] Für seine „Spiegel-Reflex-Klapp-Camera Modell 1910“ meldete er ein Patent an.[3]
Die erste Kleinbild-Spiegelreflexkamera der Welt war die Kine Exakta der Firma Ihagee in Dresden, vorgestellt auf der Leipziger Frühjahrsmesse 1936. Ihr Konstrukteur war Karl Nüchterlein (1904–1945). Diese Kameras haben, wie alle Spiegelreflexkameras mit Lichtschachtsucher, den Nachteil, dass das Sucherbild seitenverkehrt (Achsenspiegelung) ist. Kurt Staudinger kompensierte dies, im August 1931, durch die Erfindung des seitenumkehrenden Dachkantpentaprismas. Dieses wurde aber erst 1949[4] (Serienfertigung) in die Contax S (Zeiss Ikon) und Rectaflex (Italien) eingebaut.
Der erste Spiegelreflex-Sucher für den Einblick in Augenhöhe mit seitenrichtigem, aufrechtem Bild wurde in Ungarn am 23. August 1943 von Jenő Dulovits patentiert – er entwarf mit der Duflex[5] auch die erste 35-mm-Spiegelreflex-Kamera für diesen heute üblichen Suchereinblick – allerdings nutzte er kein Dachkantprisma, sondern einzelne Spiegel. Diese Kamera hatte auch den ersten Rückschwingspiegel mit dessen Hilfe das Sucherbild unmittelbar nach der Aufnahme wieder sichtbar wird.
Funktionsweise
Bei einer Spiegelreflexkamera gelangt das Licht durch die Linsen des Objektivs (1) und wird dann vom Schwingspiegel (2) reflektiert und auf die Einstellscheibe (5) projiziert. Mit einer Sammellinse (Feldlinse) (6) und durch die Reflexion innerhalb des Dachkantpentaprismas (7) wird das Bild schließlich im Sucher (8) sichtbar, der meist mit einem Dioptrienausgleich ausgestattet ist. Es gibt auch Spiegelreflexkameras, die anstelle eines Prismensuchers mit Dachkantpentaprisma (7) einen Lichtschachtsucher oder einen Porro-Spiegelsucher verwenden.
Bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera klappt der Spiegel unmittelbar vor einer Aufnahme nach oben (im Bild durch einen Pfeil gekennzeichnet), und der Verschluss (3) öffnet sich; das Bild wird dann nicht mehr in das Dachkantpentaprisma umgelenkt, sondern gelangt auf die Filmebene (4) beziehungsweise den Film oder Bildsensor.
Bei einigen Sonderkonstruktionen (z.B. Canon Pellix) wird anstelle des Schwingspiegels ein fest montierter, teildurchlässiger Spiegel oder ein Prisma verwendet, was die Verzögerung zwischen Auslösen und Belichtung reduziert und bei motorgetriebenen Kameras erheblich schnellere Aufnahmefolgen erlaubt, allerdings auch ein dunkleres Sucherbild liefert und weniger Licht zum Sensor oder dem Film durchlässt, da der Spiegel das Licht aufteilt. Meist wird etwa ein Drittel des Lichts in den Sucher gespiegelt und zwei Drittel zum Sensor oder Film durchgelassen.
Typen
Grundsätzlich werden zwei Typen von Spiegelreflexkameras unterschieden: ein- und zweiäugige Spiegelreflexkameras.
Zweiäugige Spiegelreflexkamera
Die zweiäugige Spiegelreflexkamera (engl. twin lens reflex, TLR) besitzt an ihrer Vorderseite immer zwei Objektive gleicher Brennweite. Hier wird durch das erste (untere) Objektiv der Film belichtet. Dieses Aufnahmeobjektiv hat immer einen Zentralverschluss. Das zweite (obere) Objektiv projiziert über einen Spiegel ein seitenverkehrtes Abbild auf eine Einstellscheibe. Häufig ist das Sucherobjektiv aus Kostengründen einfacher konstruiert, aber lichtstärker als das Aufnahmeobjektiv, um ein möglichst helles Sucherbild zu gewährleisten und die Scharfstellung zu vereinfachen. Über den Entfernungseinstellungsmechanismus werden beide Objektive parallel bewegt, so dass über die Einstellscheibe scharfgestellt werden kann.
Typische Vertreter sind Rolleiflex und Mamiya C, wobei nur noch die Rolleiflex in drei Varianten für Mittelformat[6] und einer für Minox-Kleinstbildformat hergestellt wird.
Dieser Kameratyp hat eine Reihe von Vorteilen:
- Das Sucherbild ist immer sichtbar und wird nicht von der Arbeitsblende abgedunkelt;
- das Aufnahmegeräusch ist sehr leise und
- die Auslösung des Kameraverschlusses bewirkt praktisch keine Erschütterungen.
Dem stehen einige Nachteile gegenüber:
- Aufwendige Objektive werden aus Kostengründen nicht realisiert, da sie doppelt erforderlich wären;
- es entsteht ein Parallaxenfehler, der besonders bei Nah- oder Makroaufnahmen bemerkbar ist, da die optischen Achsen der beiden Objektive gegeneinander verschoben sind.
Heute spielen zweiäugige Kameras nur noch eine untergeordnete Rolle, in erster Linie für Nostalgiker und Sammler. In der praktischen Fotografie haben sich einäugige Spiegelreflexkameras durchgesetzt. Einige Modelle zweiäugiger Spiegelreflexkameras mit durchaus hochwertigen Objektiven sind jedoch auf dem Gebrauchtmarkt zu Preisen erhältlich, die einen günstigen Einstieg in die Mittelformatfotografie ermöglichen.
Einäugige Spiegelreflexkamera
Die einäugige Spiegelreflexkamera (engl. single lens reflex, SLR) besitzt einen klappbaren Spiegel (Rückschwingspiegel) und meist ein Dachkantpentaprisma, seltener einen Lichtschacht, über der Einstellscheibe als Sucher. Vor und nach der Aufnahme wird das Bild über den Spiegel auf die Einstellscheibe projiziert und kann über das Dachkantpentaprisma seitenrichtig und aufrecht betrachtet werden. Erst im Moment der Aufnahme wird der Spiegel hoch- oder zur Seite geklappt, so dass er sich nicht mehr im Weg zur Filmebene befindet und der Film belichtet werden kann, wenn der Verschluss ausgelöst wird.
Der Hauptvorteil der einäugigen Spiegelreflexkamera liegt in der Möglichkeit, Wechselobjektive (zum Beispiel Weitwinkel- und Teleobjektive) zu verwenden. Der Verschluss ist in den meisten Fällen ein Schlitzverschluss, der direkt vor der Filmebene liegt, damit die Austauschbarkeit der Objektive gewährleistet ist. Ausnahmen im Bereich der Mittelformatkameras (etwa Hasselblad) nutzen eine Kombination aus Schlitzverschluss und Zentralverschluss, der im Objektiv enthalten ist.
Bedingt durch den Schwingspiegel gibt es einen recht großen Mindestabstand zwischen der Filmebene und der hinteren Linse des Objektivs. Bei kurzen Brennweiten (bei Kleinbild unterhalb von etwa 40 mm) wird daher die Retrofokus-Bauweise eingesetzt, durch die die Objektive aufwendiger und teurer werden. Auch die Abbildungsqualität kann unter den zusätzlichen Linsenelementen leiden.
Ein weiterer Nachteil ist, dass durch den hochklappenden Schwingspiegel die Kamera in Vibration versetzt wird. Weiterhin verdunkelt der Spiegel für die Dauer der Belichtung das Sucherbild.
Da bei abgedunkelter Blende eine Bildbeurteilung auf der Einstellscheibe nur erschwert möglich ist, wurde die Offenblendenmessung entwickelt, mit der die am Objektiv vorgewählte Arbeitsblende erst kurz vor der Auslösung des Verschlusses automatisch eingestellt wird (sogenannte automatische Springblende, kurz: ASB). Während der Lichtmessung wird die Korrektur der Blende über eine spezielle Elektronik auf den Belichtungsmesser im Gehäuse übertragen, oder es erfolgt eine Messung mit Arbeitsblende. Zur Beurteilung der Schärfentiefe kann die Blende bei einigen Geräten manuell auf den Arbeitsblendenwert geschlossen werden. Zur Beurteilung der Entfernungseinstellung ist dagegen die Offenblende optimal, da bei ihr die Schärfentiefe minimal ist.
Im Kleinbildformat 24 mm × 36 mm sind nur einäugige Spiegelreflexkameras gebräuchlich. Auch im Mittelformat ab 45 mm × 60 mm haben sie die zweiäugigen trotz ihrer deutlich höheren Preise weitgehend verdrängt, weil diese vorwiegend im Profibereich eingesetzt werden und hier sowohl ausbleibender Parallaxenfehler als auch freiere Objektiv- und Zubehörauswahl ausschlaggebend sind.
Die moderne Filmkamera ist eine einäugige Spiegelreflexkamera. Anstelle des Dachkantpentaprisma besitzt sie Korrekturoptiken, damit das Mattscheibenbild auch beim Schwenken des Sucherrohres seitenrichtig und aufrecht bleibt. Dem Schwingspiegel entspricht ein verspiegelter Umlaufverschluss.
Digitale Spiegelreflexkameras
DSLR
Digitale Kamerasysteme mit Spiegelreflexkameras werden auch als DSLR oder D-SLR (engl. digital single lens reflex) bezeichnet. DSLR sind ihren analogen Pendants vom mechanischen Aufbau her sehr ähnlich, doch statt eines Films beherbergen sie einen Bildsensor (CCD-, CMOS- beziehungsweise Active Pixel Sensor).
Hauptvorteil von Digitalkameras im Vergleich zu ihren mit Film arbeitenden Vorgängern ist die direkte Verfügbarkeit der Bilddaten, da die zeitraubende Entwicklung von Filmmaterial entfällt. Durch das eingebaute Display ist ein Betrachten der Fotos unmittelbar nach der Aufnahme möglich, wodurch eine missratene oder fehlbelichtete Aufnahme – im Rahmen der Möglichkeiten, die die Größe und Qualität des Displays zulassen – erkannt werden kann. Bei den meisten Kameras kann darüber hinaus ein Histogramm (Häufigkeitsverteilung) der Helligkeit eingeblendet werden, das die Untersuchung des Bildes auf Unter- oder Überbelichtung erleichtert und unabhängig von den Wiedergabeeigenschaften des Displays ist. Weitere Hilfen sind Über- und Unterbelichtungswarnungen, bei denen die fehlbelichteten Bildbereiche blinkend hervorgehoben werden.
Wie bei den herkömmlichen Spiegelreflexkameras verwenden die meisten Hersteller eigene Objektiv- und Zubehörsysteme, weshalb DSLR-Benutzer nach der Entscheidung für ein bestimmtes Fabrikat weitgehend auf dieses System festgelegt sind. Zum Teil können Objektive eines Anbieters auch an DSLR anderer Hersteller verwendet werden. Es gibt häufig die Möglichkeit, über Adapterringe die Bajonettverschlüsse anderer Hersteller zu benutzen, wobei jedoch unter Umständen verschiedene Automatikfunktionen nur teilweise oder gar nicht unterstützt werden. Einige Hersteller nutzen kein eigens entwickeltes Bajonettsystem, sondern lizenzieren ein bereits vorhandenes, so dass durchaus auch Optiken an anderen Kameras verwendet werden können. So verbaut zum Beispiel Fujifilm an eigenen DSLR das von Nikon entwickelte F-Bajonett.
Verglichen mit dem Kleinbildfilm verwenden viele DSLR einen kleineren Bildsensor, wodurch bei gegebener Brennweite ein kleinerer Bildwinkel genutzt wird. Um an solch einer Kamera dieselbe Perspektive wie bei einer Kleinbildkamera zu erzielen, muss ein Objektiv eine um den Formatfaktor (englisch auch crop-Faktor genannt „to crop“ = ausschneiden) kürzere Brennweite aufweisen. Typische Werte für diesen oft falsch als „Brennweitenverlängerungsfaktor“ bezeichneten Formatfaktor sind die APS-C-Sensoren, × 1,5 (Nikon, Sony/Minolta, Pentax, Samsung), × 1,6 (Canon) oder × 2 (Olympus, Panasonic). Das heißt, dass mit einem 50-mm-Objektiv an einer Kamera mit einem Formatfaktor von 1,5 der Bildausschnitt so groß ist wie der eines 75-mm-Objektivs an einer Kleinbild-Spiegelreflexkamera.
Grundsätzliche Probleme digitaler Spiegelreflexkameras sind Staub und andere Verschmutzungen des Bildsensors. Beim Objektivwechsel kann Staub in den Spiegelkasten eindringen, der sich bei folgenden Aufnahmen auf dem Aufnahmesensor ablagern kann. Auch mechanischer Abrieb oder feinste Tröpfchen der Schmierung aus der Spiegel- und Verschlussmechanik können sich niederschlagen. Während in analogen Kameras die Verunreinigungen über den Filmtransport früher oder später abgeführt werden, bleiben sie als Ablagerungen auf dem Bildsensor und sind bei kleinen Blenden als mehr oder weniger deutlich sichtbare Abschattungen auf allen folgenden Bildern sichtbar. Die Hersteller von DSLR bieten unterschiedliche technische Verfahren an, um dieses Problem zu mindern.
Manche Fotografen sehen DSLRs nur als eine Kompromisslösung an, da ursprünglich konstruktionsbedingt keine Live-Vorschau (Live-View) des Bildes auf dem Display möglich war. Bereits Ende der 1990er Jahre waren SLRs mit fest angebautem Objektiv und halbtransparentem Spiegel erhältlich, der die Betrachtung des Sucherbildes sowohl im optischen Sucher als auch am Display auf der Rückseite der Kamera ermöglichte.[7][8] Nach einer Pause wurde das Konzept 2006 von Sony fortgeführt.
Etwa seit 2009 hat beinahe jeder DSLR-Hersteller Kameras im Programm, welche eine Live-Vorschau ermöglichen. Durch geringe Größe, relativ niedrige Auflösung und Darstellungsverzögerungen eingeschränkt, können die meisten Vorschau-Displays derzeit (Stand 2012) nicht als vollwertiger Ersatz für den Spiegelreflexsucher angesehen werden, ergänzen diesen aber in manchen Aufnahmesituationen sinnvoll. Falls der eigentliche Aufnahmesensor auch für die Live-Vorschau benutzt wird, erwärmt er sich, da er dauernd und nicht nur während der Aufnahme mit Strom versorgt wird, was zu höherem Rauschen führt.
Als erste DSLR gilt die „Electro-Optic Camera“[9] von Kodak aus dem Jahr 1987.
Video-DSLR
Unter einer Video-DSLR (auch: VDSLR, HDSLR) versteht man eine DSLR (manchmal werden auch entsprechende spiegellose Systemkameras in unzutreffender Weise so bezeichnet), die in der Lage ist, zusätzlich zu Fotografien Videos aufzuzeichnen.
Ausgangspunkt der Entwicklung von Video-DSLRs war die ca. 2005 beginnende Integration sogenannter „Live-View“-Bildschirme in Spiegelreflexkameras, bei denen statt Einblick in den Reflexsucher das Bild auch auf einem LC-Display begutachtet werden konnte. Hierzu waren Verschlüsse notwendig, die dauerhaft offen gestellt werden konnten, um ein Bild auf dem Bildsensor zu erhalten, welches dann kontinuierlich ausgelesen und auf dem Bildschirm angezeigt wurde. Mit der D90 stellte Nikon am 27. August 2008 zur photokina die erste videofähige DSLR vor, Canon folgte mit der EOS 5D II. Mittlerweile haben die meisten DSLR einen Videomodus, allerdings lassen sich nicht bei allen Modellen alle Parameter manuell kontrollieren. Die Aufnahmedauer der DSLRs ist gewöhnlich aufgrund des FAT-Dateisystems auf 4 GiB begrenzt, was je nach Auflösung, Bildfolge und verwendetem Codec etwa 5 bis 30 Minuten entspricht. DSLRs erwärmen sich im Videomodus ähnlich wie im Live-View-Modus, wodurch das Rauschen des Bildsensors zunimmt.
Video-DSLRs werden auch für Werbefilme und Kurzfilme verwendet, die Tonaufzeichnung erfolgt in der Regel mit einem externen Audiorekorder. Die Arbeitsweise ist mit einer klassischen Filmkamera zu vergleichen. Auch das zusätzliche Equipment einer Filmkamera wie Schärfenachführung und Mattebox wird verwendet. Am 17. Mai 2010 wurde in den USA eine von Regisseur Greg Yaitanes komplett mit DSLRs gedrehte Folge der Serie Dr. House, das Finale der sechsten Staffel, gesendet.
Vorteile von Spiegelreflexkameras
Ein Vorteil ist die Übereinstimmung von Blick- und Aufnahmeachse, d. h. was der Fotograf wie im Sucher sieht, wird auch so auf Film oder Sensor in Ausschnitt, Bildwinkel, Perspektive und ohne Parallaxenverschiebung abgebildet.
Nachteile von Spiegelreflexkameras
Unmittelbar spürbare Nachteile sind das deutlich höhere Gewicht und die Größe, vor allem mit lichtstarken Objektiven, sowie natürlich der Preis. Der Spiegelmechanismus verursacht zusätzliche Geräusche. Das ist beim Fotografieren an Orten, an denen absolute Stille gefordert wird, z. B. im Theater, hinderlich. Zudem kann das Schwenken des Spiegels zu Vibrationen der Kamera und einer damit verbundenen Verwacklungsunschärfe des Bildes führen. Diesem kann man mit einer Spiegelvorauslösung entgegenwirken.
Durch die Benutzung des Spiegels ergibt sich unter Umständen ein Fokussierungsfehler bei der Entfernungseinstellung, da die Bildschärfe nicht in der Bildebene des Films beziehungsweise des Bildsensors ermittelt wird, sondern mit Hilfe einer Einstellscheibe oder eines gesonderten Schärfesensors, die im Falle von Defekten oder minderwertiger Produktion geometrisch nicht exakt die Bildebene realisieren.
Solange der Spiegel den Bildsensor verdeckt, kann eine digitale Spiegelreflexkamera nicht im Live-View betrieben werden. Dann können auch keine entsprechenden Belichtungshistogramme bestimmt und angezeigt werden. Diese beiden Einschränkungen gelten jedoch nicht bei einigen heutigen DSLRs, die für diesen Zweck einen zweiten Bildsensor haben, wie in einigen Sony DSLRs verbaut. Ferner ist auch keine Schärfeeinstellung möglich, die auf einer Kontrastmessung mit dem Bildsensor basiert, wie zum Beispiel bei der Gesichtserkennung, mit Fokus-Peaking oder der Schärfeverfolgung von festgelegten Mustern im Bild. Seit in den 1960er Jahren Spiegelreflexkameras mit feststehendem teildurchlässigem Spiegel (engl. pellicle mirror) eingeführt wurden, welche den Schwingspiegelmechanismus ersetzten, war die Nutzung der beiden optischen Pfade zum Sensor oder zur Filmebene oder zum Sucher nicht mehr auf ein „Entweder-oder“ beschränkt, sondern beide Pfade konnten gleichzeitig genutzt werden.
Weblinks
- Frank Mechelhoff, Westdeutsche Kleinbildkameras – wie sie gegen die Japaner verloren (siehe auch hier)
- Frühe Historie der Spiegelreflexkamera
Literatur
- Bernd K. Otto: Carl Zeiss Kamera-Register 1902–2012. Verlag Rudolf Hillebrand, Neuss 2013, ISBN 978-3-9813746-4-3.
Einzelnachweise
- ↑ Music room (at Coombe Cottage) – Version Details – Trove National Library of Australia.
- ↑ Spiegel-Reflex-Klappcamera um 1895
- ↑ Inserat von Fritz Kricheldorff
- ↑ Carl Zeiss Kamera-Register
- ↑ Artikel bei Photopedia (englisch)
- ↑ Rolleiflex Twin-Lens Reflex. (html) DHW Fototechnik GmbH, abgerufen am 2. April 2015.
- ↑ Der lange Schweif des Alpha Centauri: Sony für Profis – Mavica, Cyber-shot und alpha. In: digitalkamera.de. 7. September 2008, abgerufen am 11. Oktober 2010.
- ↑ Phil Askey: Olympus E-10 Review. In: Digital Photography Review. , abgerufen am 11. Oktober 2010 (englisch).
- ↑ The Electro-Optic Camera – The world’s first DSLR. Made by Eastman Kodak Company in 1987. In: jemcgarvey.com. 15. März 2012, abgerufen am 15. März 2012 (englisch).
