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Ausbelichtung

Ausbelichtung

Als Ausbelichten bezeichnet man in der Fotografie den Vorgang der Anfertigung von dauerhaften Abzügen auf Fotopapier. Das Ausgangsmaterial für die Ausbelichtung kann sowohl chemisch-mechanisch (Negativ- oder Positivfilm) als auch digital vorliegen; in der Verarbeitung gibt es auch hybride Prozesse wie Agfa Digiprint, bei dem ein Diapositiv nicht optisch ausbelichtet, sondern zunächst digitalisiert wird.

Formate

Ausbelichtungen aus dem Consumer-Fotolabor werden grundsätzlich in Standardformaten angefertigt; das Seitenverhältnis liegt dabei beim Kleinbildformat (Negativgröße von 24 × 36 mm, bei gerahmten Dias etwa 34 × 22 mm) sowie bei digitalen Spiegelreflexkameras in der Regel bei 2:3, während die meisten Digitalkameras einen Sensor mit dem Seitenverhältnis 4:3 besitzen. Folgende Abmessungen bzw. Papierformate sind bei Ausbelichtungen üblich: Standardformate:
- 9 × 13 cm (9 × 12 cm)
- 10 × 15 cm (10 × 13 cm)
- 13 × 18 cm (13 × 17 cm)
- 18 × 24 cm Posterformate:
- 20 × 30 cm (20 × 28 cm), etwa DIN A4
- 30 × 40 cm, etwa DIN A3
- 40 × 60 cm
- 50 × 70 cm
- 60 × 80 cm Professionelle Labors liefern Ausbelichtungen in jedem technisch machbaren Format.

Digitales Ausgangsmaterial

Bei digitalem Ausgangsmaterial wird die sinnvoll erreichbare Größe des ausbelichteten Abzugs unter anderem durch die Auflösung des CCD- bzw. CMOS-Sensors bestimmt, die in Megapixeln (Kurzform für Millionen Pixel) oder dpi (Dots per inch) angegeben werden kann.

Orientierungshilfen

Folgende Werte können als erste Orientierungen verwendet werden:

Weitere Einflussfaktoren

Die Megapixel-Auflösung ist zwar für eine erste Orientierung hilfreich, jedoch spielen auch andere Faktoren eine Rolle:
- Die Bedeutung der optischen Leistung des Objektivs sowie der kamerainternen Bildverarbeitungselektronik und -algorithmen nimmt insbesondere bei Kameras höherer Leistungsklassen (ab etwa 5 Megapixel) zu; eine hochwertige Optik oder eine rauscharme Bildverarbeitung kann bei einer vergleichsweise niedrigen Auflösung zu höherwertigen Ausbelichtungen führen als eine schlechte Optik mit verrauschender Bildverarbeitung aber hoher Auflösung. Insbesondere bei digitalen Kompaktkameras, deren sehr kleine Sensoren seit etwa 2004 Auflösungen mit 5 MegaPixeln anbieten und Ende 2005 bereits 10 Megapixel erreicht haben, ist die Verwendbarkeit für große Ausbelichtungen wegen des sehr hohen Rauschpegels stark eingeschränkt.
- Die Kompression und Schärfungsverfahren bei Formaten wie JPEG sollte behutsam eingesetzt werden; zu hohe Kompressionsraten führen u.a. zu unnatürlichen Hauttönen, treppigen Farbverläufen und anderen Artefakten, übertriebene Schärfung zu Artefakten besonders an scharfen Konturen.
- Unproblematisch sind in der Regel die Farbräume sRGB und Adobe RGB; andere können, müssen aber nicht zu brauchbaren Ergebnissen führen.

Bestimmung der Mindest-Auflösung

Zur präziseren Bestimmung der Mindest-Pixelzahl kann die Faustregel verwendet werden, mindestens 60, besser 100 Pixel pro Zentimeter Bildseite, d. h. 3600 bis 10.000 Pixel pro Quadratzentimeter, zu kalkulieren. Daraus ergibt sich für einen Abzug im Format 10 × 13 cm eine Mindestauflösung von 1,3 Megapixeln bzw. 1000 × 1300 Pixel).

Betrachtungsabstand

Entscheidend für die subjektiv wahrgenommene Bildqualität ist der Betrachtungsabstand in Verbindung mit der Auflösung des menschlichen Auges, die in Winkelminuten angegeben wird und je nach medizinischer Quelle zwischen ein und zwei Winkelminuten liegt. Eine Winkelminute bedeutet, dass das Auge Details unterscheiden kann, die etwa 0,017° voneinander entfernt liegen; ein entsprechend Scharfsichtiger kann mit dieser Sehleistung noch einen Krümel von 0,3 mm Durchmesser auf einen Meter Abstand erkennen (tan 0,017° mal 1 Meter). Als Orientierung kann man beispielsweise bei Ausbelichtungen in Postergrößen eine Sehleistung von einer Winkelminute bzw. bei der Projektion eine Sehleistung von zwei Winkelminuten ansetzen; dies entspricht bei der Projektion einer Mindestauflösung von 1,5 Megapixeln, durch Verdopplung in beiden Raumrichtungen sind dies bei einem Poster dann bereits sechs Megapixel. Ein aus einem Abstand von einem Meter betrachtetes Poster im Format 50 × 70 cm muss also mindestens in 500/0,3 × 700/0,3, also 1666 × 2333 Pixel bzw. 3.886.778 oder rund 4 Megapixel zerlegt werden, um uneingeschränkt scharf zu wirken.

Ausbelichtungs-Einheit

Letztlich beeinflusst auch die Auflösung der Ausbelichtungs-Einheit das Ergebnis; gebräuchlich sind Maschinen mit 150, 300 und 400 dpi bzw. ppi; Zeitschriften werden meist mit einer Druckauflösung von 150 ppi produziert, während die besten Fotobelichter eine Auflösung von 400 ppi erreichen. Die Auflösungen der Fotobelichter werden oft formatabhängig eingestellt: Kleinere Bilder werden z. B. mit 300 dpi belichtet, größere mit 150 dpi. Geht man von einer 1:1 Zuordnung Pixel-zu-Dot aus, dann kann man bei einer 4-MPixel Kamera bei 300 dpi bis 18 cm (lange Achse des fertigen Bilds) mit einer guten Bildqualität rechnen, bei 150 dpi mit 36 cm. Diese Werte dürfen nicht verwechselt werden mit den Angaben von Consumer-Fotodruckern, die nach dem Tintenstrahldruckerprinzip arbeiten; hier werden die Bildpixel zur Halbtonbildung aus bis zu 16 Dots gebildet, eine Auflösungsangabe von 2440 dpi aus der Werbung entspricht dann also effektiv rund 150 dpi bei einem Fotobelichter.

Analoges Ausgangsmaterial

Die Schärfeleistung und Körnung eines fotografischen Films bestimmen bei analogem Ausgangsmaterial die mögliche Bildqualität; diese Parameter werden wiederum vor allem von der Filmempfindlichkeit beeinflusst: Hochempfindliche Filme (800 bis 1600 ASA) haben prinzipiell eine geringere Schärfe als niedrigempfindliche Filme (25 bis 50 ASA); die gebräuchlichen Alltagsfilme mit 100/21° ISO genügen jedoch sowohl in Bezug auf Schärfe als auch auf die Körnung allen normalen Anforderungen. Diafilme bieten eine enorme Auflösung von bis zu 10.000 dpi; entsprechend einem Digitalbild liegt die Auflösung eines Diafilms also etwa bei 14.250 × 9.500 Pixeln = 135 Megapixeln, was einer unkomprimierten Dateigröße von rund 387 Megabytes entspräche. Der qualitativ begrenzende Faktor in der Analogfotografie ist jedoch die Optik der Kamera: Je nach Güte schwankt dieses zwischen 1500 und etwa 2600 dpi, dies entspricht etwa drei bis neun Megapixeln unter praktischen Bedingungen.

Siehe auch

- Digitalkamera
- Digitaler Bilderdienst
- Elektronische Bildverarbeitung
- Bildgebendes Verfahren

Literatur

- Carsten Meyer und Peter Walz: Bilderfabriken. Mehr aus Digitalfotos machen: Aus Pixeln werden echte Bilder. In: c't 15/04, S. 180

Weblinks

- [http://www.kefk.net/Fotografie/Kameras/Digital/Leistungsklassen/Auflösung/index.asp Leistungsklassen von Digitalkameras nach Auflösung des Sensors] Kategorie:Fotopraxis

Fotografie

Als Fotografie (ältere Schreibweise: Photographie; aus altgr. φως,φωτoς "Licht [der Himmelskörper]", "Helligkeit" und γραφειν, "malen", "schreiben") bezeichnet man: # ein technisches Verfahren, bei dem mit Hilfe von optischen Verfahren ein Lichtbild auf ein lichtempfindliches Medium projiziert und dort direkt dauerhaft gespeichert wird (analoges Verfahren) bzw. in elektronische Daten gewandelt und dann gespeichert wird (digitales Verfahren); # das dauerhafte Lichtbild (umgangssprachlich kurz Foto genannt, auch Abzug, Vergrößerung oder Ausbelichtung), das durch fotografische Verfahren hergestellt wird; dabei kann es sich entweder um ein Positiv oder ein Negativ handeln.

Definition

Die Fotografie ist ein Medium, das in sehr verschiedenen Zusammenhängen eingesetzt wird. Fotografische Abbildungen können beispielsweise Gegenstände mit primär künstlerischem (Künstlerische Fotografie) oder primär kommerziellem Charakter sein (Industriefotografie-, Werbe- und Modefotografie). Die Fotografie kann unter künstlerischen, technischen (Fototechnik), ökonomischen (Fotowirtschaft) und gesellschaftlich-sozialen (Amateur-, Arbeiter- und Dokumentarfotografie) Aspekten betrachtet werden. Des Weiteren werden Fotografien auch im Journalismus, in der Medizin und in der Freizeit verwendet. Die Fotografie ist teilweise ein Gegenstand der Forschung und Lehre in der Kunstgeschichte und der emergierenden Bildwissenschaft; der Kunstcharakter der Fotografie war jedoch lange Zeit umstritten, wird jedoch seit einigen Jahren zunehmend anerkannt. Einige Forschungsrichtungen ordnen die Fotografie der Medien- oder Kommunikationswissenschaft zu (zum Beispiel Werner Faulstich), jedoch ist auch diese Zuordnung umstritten. Fotografie kann als Ausbildungsberuf (Fotograf), aber auch an Kunstakademien und Fachhochschulen oder autodidaktisch (Fotodesigner) erlernt werden (siehe Fotografische Organisationen). Die Fotografie unterliegt dem komplexen und vielschichtigen Fotorecht; bei der Nutzung von vorhandenen Fotografien sind die Bildrechte zu beachten. :Die Photographie ist eine wunderbare Entdeckung, eine Wissenschaft, welche die größten Geister angezogen, eine Kunst, welche die klügsten Denker angeregt – und doch von jedem Dummkopf betrieben werden kann (Nadar, 1856).

Fototechnik

Prinzipiell wird mit Hilfe eines optischen Systems, des Objektivs, das von einem Objekt ausgesendete oder reflektierte Licht auf ein lichtempfindliches Medium, beispielsweise die lichtempfindliche Schicht eines Films, projiziert und als (latentes) Abbild darauf fixiert.

Fotoapparat

Film Der fotografischen Aufnahme dient ein Fotoapparat bzw. eine Fotokamera. Durch Manipulation des optischen Systems (Einstellung der Blende, Scharfstellung, Farbfilterung, die Wahl der Belichtungszeit und der Beleuchtung) stehen dem Fotografen zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten offen. Als höchstentwickelte Fotoapparatbauform hat sich sowohl im Analog- als auch Digitalbereich die Spiegelreflexkamera durchgesetzt

Lichtempfindliche Schicht

Bei der herkömmlichen Fotografie (Analogfotografie, Silber-Fotografie) ist die lichtempfindliche Schicht auf der Bildebene eine Dispersion (im allgemeinen Sprachgebrauch Emulsion). Sie besteht aus einem Gel, in dem gleichmäßig kleine Körnchen eines Silberhalogenids (zum Beispiel Silberbromid) verteilt sind. Je kleiner diese Körnchen sind, umso weniger lichtempfindlich ist die Schicht (siehe ISO 5800), umso besser ist allerdings die Auflösung ("Korn"). Dieser lichtempfindlichen Schicht wird durch einen Träger Stabilität verliehen. Trägermaterialien: Zelluloseacetat, früher Zellulosenitrat (Zelluloid), Kunststofffolien, Metallplatten, Textilien (siehe Film). Bei der Digitalfotografie besteht das Äquivalent der lichtempfindlichen Schicht aus Chips wie CCD- oder CMOS-Sensoren.

Entwicklung und Fixierung

Durch das Entwickeln wird auf chemischem Wege das latente Bild sichtbar gemacht. Beim Fixieren werden die nicht belichteten Silberhalogenid-Körnchen herausgewaschen, so dass ein Bild auch bei Tageslicht betrachtet werden kann, ohne dass es nachdunkelt. Ein weiteres älteres Verfahren ist das Staubverfahren, mit dem sich einbrennbare Bilder auf Glas und Porzellan herstellen lassen. Ein digitales Bild muss nicht entwickelt werden; es wird elektronisch gespeichert und kann anschließend mit der elektronischen Bildbearbeitung am Computer bearbeitet und bei Bedarf ausgedruckt werden.

Geschichte der Fotografie

Siehe: Geschichte und Entwicklung der Fotografie

18. Jahrhundert: Vorläufer und Vorgeschichte

Vorläufer der Fotografie ist die Camera obscura („Dunkle Kammer“), von deren Namen sich auch das Wort Kamera ableitet. Anstelle einer Linse weist diese Kamera nur ein kleines Loch auf, durch das die Lichtstrahlen auf eine Projektionsfläche fallen, von der das (auf dem Kopf stehende) Bild abgezeichnet wurde. In Edinburgh und Greenwich bei London ist eine begehbare, raumgroße Camera obscura eine Touristenattraktion. Siehe auch Laterna magica, Panorama und Diorama. Chemiker wie Humphry Davy begannen bereits, lichtempfindliche Stoffe zu untersuchen und nach Fixiermitteln zu suchen. Ein Durchbruch ist 1550 die Erfindung der Linse, mit der schärfere Bilder erzeugt werden können. 1685: Ablenkspiegel, ein Abbild kann so auf Papier gezeichnet werden. Humphry Davy

19. Jahrhundert: Die frühen Verfahren

Die erste Fotografie wurde 1826 durch Joseph Nicéphore Niépce hergestellt. 1837 benutzte Louis Jacques Mandé Daguerre ein besseres Verfahren, das auf der Entwicklung der Fotos mit Hilfe von Quecksilber-Dämpfen und anschließender Fixierung in einer heißen Kochsalzlösung oder einer normal temperierten Natriumthiosulfatlösung beruhte. Die auf diese Weise hergestellten Bilder, allesamt Unikate auf versilberten Kupferplatten, nannte man Daguerreotypien. Bereits 1835 erfand der Engländer William Fox Talbot das Negativ-Positiv-Verfahren.

20. Jahrhundert: Einführung der Kleinbildfotografie

Leica führte 1925 den 35-mm-Film ein (siehe Film). Oskar Barnack verwendete dazu herkömmlichen 35-mm-Kinofilm und konstruierte eine Kamera um den Film herum. Anfangs belächelt, ermöglichte erst die 35-mm-Kamera eine mobile, schnelle Fotografie. Dies begründete die moderne Reportagefotografie.

Ende des 20. Jahrhunderts: Einführung der Digitalfotografie

Reportagefotografie 1986 stellte Canon mit der RC-701 die erste kommerziell erhältliche Still-Video-Kamera mit magnetischer Aufzeichnung der Bilddaten vor, Minolta präsentierte den Still Video Back SVB-90 für die Minolta 9000; durch Austausch der Rückwand der Kleinbild-Spiegelreflexkamera wurde aus der Minolta 9000 eine digitale Spiegelreflexkamera; gespeichert wurden die Bilddaten auf 2"-Disketten. 1987 folgten weitere Modelle der RC-Serie von Canon sowie digitale Kameras von Fujifilm (ES-1), Konica (KC-400) und Sony (MVC-A7AF); auch Chinon stellte mit dem CP9-AF eine Rückwand für die digitale Bildaufzeichnung vor. 1988 folgte Nikon mit der QV-1000C und 1990/1991|91 Kodak mit dem DCS-System (Digital Camera System) sowie Rollei mit dem Digital Scan Pack. Ab Anfang der 90er Jahre kann die Digitalfotografie im kommerziellen Bildproduktionsbereich als eingeführt betrachtet werden. Die Technik der Digitalen Fotografie revolutionierte auch die Möglichkeiten der Digitalen Kunst, insbesondere durch die Technik der Fotomanipulation. Siehe auch: Chronologie der Fotografie, Geschichte der Fotografie, Liste bedeutender Erfindungen

Differenzierungsbereiche

Die Fotografie lässt sich in verschiedene Stilrichtungen und nach technischen Unterschieden aufteilen. Einteilungen sind beispielsweise möglich nach
- dem verwendeten Gerät (Lochkamera, Sucherkamera, Spiegelreflexkamera, Sofortbildkamera, Digitalkamera, Fachkamera auf optischer Bank oder Laufbodenkamera etc.: Kleinbildfotografie, Mittelformatfotografie, Großformatfotografie, Digitalfotografie usw.
- der Farbwiedergabe der Abbildung: Schwarzweißfotografie und Farbfotografie;
- der Art der Motivwahl und Motivation (Familienfotografie, Stillleben, Reportagefotografie, Portraitfotografie, Aktfotografie, Kriegsfotografie, Werbefotografie, Architekturfotografie, Naturfotografie, Kinderfotografie, Reisefotografie, Partyfotografie usw.)
- dem technisch-gestalterischen Grundkonzepts, wie zum Beispiel Lowkey-Fotografie, Highkey-Fotografie, abstrakte Fotografie, Lomografie,
- dem verwendeten Film- oder Negativformat (Kleinstbildformat, Kleinbildformat, Mittelformat, Großformat),
- der Art der Nachbehandlung (Virage).

Fotografie als Kunst

Der Kunstcharakter der Fotografie war lange Zeit umstritten; zugespitzt formuliert D. Pawek: „Der Fotograf bringt kein neues Sein in die Welt, es macht das Vorhandene nur sichtbar. Der Künstler erschafft die Wirklichkeit, der Fotograf sieht sie.“ Auch der Fotograf Henri Cartier-Bresson, selber als Maler ausgebildet, sah die Fotografie nicht als Kunstform, sondern als Handwerk: „Die Fotografie ist ein Handwerk. Viele wollen daraus eine Kunst machen, aber wir sind einfach Handwerker, die ihre Arbeit gut machen müssen.“ Gleichzeitig wurden gerade Cartier-Bressons Fotografien sehr früh in Museen und Kunstausstellungen gezeigt, so z.B. in der MoMa-Retrospektive (1947) und der Louvre-Ausstellung (1955). Fotografie wurde bereits früh als Kunst betrieben (Julia Margaret Cameron, Lewis Carroll und Oscar Gustave Rejlander in den 1860ern). Erstmals trat die Fotografie in Deutschland in der Werkbund-Ausstellung 1929 in Stuttgart in beachtenswertem Umfang an die Öffentlichkeit, auch schon mit internationalen Künstlern wie Edward Weston, Imogen Cunningham und Man Ray; spätestens seit den MoMa-Ausstellungen von Edward Steichen (The Family of Man, 1955) und John Szarkowski (1960er) ist Fotografie als Kunst allgemein anerkannt. Heute ist Fotografie als vollwertige Kunstform akzeptiert: Indikatoren dafür sind die wachsende Anzahl von Museen, Sammlungen und Forschungseinrichtungen für Fotografie, die Zunahme der Professuren für Fotografie sowie nicht zuletzt der gestiegene Wert von Fotografien in Kunstauktionen und Sammlerkreisen. Zahlreiche Gebiete haben sich entwickelt, so die Landschafts-, Akt-, Industrie-, Theaterfotografie u. a. m., die innerhalb der Fotografie eigene Wirkungsfelder entfaltet haben.

Fotografinnen und Fotografen

1960er Die Fotografie als Objekt der Kunstwissenschaft wurde geprägt durch herausragende Fotografinnen und Fotografen wie beispielsweise - ohne Wertung quer durch die Zeit- und Stilgeschichte der Fotografie - W. H. Talbot, E. S. Curtis, Henri Cartier-Bresson, Ansel Adams, August Sander vor dem 2. Weltkrieg, Otto Steinert, Richard Avedon, Diane Arbus und unzählige andere bis hin zu "Modernen" wie Helmut Newton, Thomas Ruff, Jeff Wall und Wim Wenders. Mit jedem dieser berühmten Fotografen ist eine bestimmte Zeit, eine bestimmte Auffassung von Fotografie, ein persönlicher Stil - möglicherweise innerhalb eines bestimmten Fachgebietes der Fotografie - und eine eigene Thematik verbunden. Einige Fotografen organisierten sich in Künstlergruppen wie f/64 um Edward Weston in den USA in der ersten Hälfte des 20. Jh. oder arbeiteten zusammen in Foto- oder Bildagenturen wie Magnum Photos oder Bilderberg, andere arbeiten dagegen bevorzugt alleine. Oft sind künstlerisch bekannte Fotografen in ihrem "Brotberuf" eher unauffällig und durchschnittliche "Handwerker", erst in ihren freien Arbeiten treten sie mit Ausstellungen oder durch Preisverleihungen in den Blickpunkt der Öffentlichkeit. Als Beispiel seien nur der Modefotograf Helmut Newton, der Werbefotograf Reinhart Wolf und der Landschafts- und Architekturfotograf Robert Häusser genannt: sie wurden mit völlig anderen Sujets als denen ihrer täglichen Arbeit bekannt, nämlich Aktfotografie, Food- und Architekturfotografie und mit künstlerischer eigenwilliger Schwarzweiß-Fotografie. Die Fotografie ist jedoch keine exklusive Kunstform, sondern wird auch von zahllosen Amateurfotografen betrieben; die Amateurfotografie ist der Motor der Fotowirtschaft und Motivation für die Produktion der allermeisten Bilder, deren Zahl weltweit monatlich in die Milliarden geht. Siehe auch: Liste bedeutender Fotografen

Theorie und Praxis

Die Fotografie wird in zahlreichen Einzeltheorien diskutiert, eine einheitliche und umfassende Theorie der Fotografie existiert jedoch bisher nicht. Die Fotopraxis ist gekennzeichnet durch die gestalterische Gratwanderung zwischen der fotografischen Technik und der gewünschten Bildaussage; sie hat sich in den vergangenen rund sechzig Jahren ausdifferenziert und umfasst zahllose Bereiche von Schnappschussfotografie und Urlaubsfotografie über Luftbildfotografie und wissenschaftliche Fotografie bis hin zu Studiofotografie, spiritistischer Fotografie und digitaler Kunst.

Besondere Bereiche der Fotografie

Es gibt einige Bereiche der Fotografie, in denen zum Teil mit besonderen Gerätschaften oder besonderen Filmen gearbeitet wird oder in denen Probleme auftreten, mit denen der "normale" Fotograf nicht konfrontiert wird. Hierzu zählen u.a. die:
- Astrofotografie
- Aktfotografie
- Luftbildfotografie
- Unterwasserfotografie
- Hochgeschwindigkeitsfotografie
- Holografie
- Infrarotfotografie
- Falschfarbenfotografie
- UV-Fotografie
- Röntgenfotografie
- Kernspuraufnahmen
- Kontaktradiografie
- Kirlianfotografie
- Lomografie
- Naturfotografie
- Schlierenfotografie

Siehe auch

- Fotoagentur
- Portal:Fotografie
- Fotoglossar
- Bildfunktion
- Kunst
- Medienwissenschaft
- Bildgebendes Verfahren
- Filmkunst
- Video

Literatur

Bücher
- Ansel Adams, Die Kamera, Christian 2002 - ISBN 388-472-070-8
- Ansel Adams, Das Negativ, Christian 1998 - ISBN 388-472-071-6
- Ansel Adams, Das Positiv, Christian 1998 - ISBN 388-472-072-4
- Roland Barthes, Die helle Kammer. Bemerkung zur Photographie, Frankfurt am Main: Suhrkamp 1994
- Pierre Bourdieu, Eine illegitime Kunst: die sozialen Gebrauchsweisen der Photographie, Frankfurt am Main: Suhrkamp 1983
- Bernd Busch, Belichtete Welt: eine Wahrnehmungsgeschichte der Fotografie, München: Hanser 1989
- Gisèle Freund, Photographie und Gesellschaft, Reinbek bei Hamburg: Rowohlt 1993
- Judith Freyer Davidov, Women's Camera Work: Self/Body/Other in American Visual Culture, Duke University Press 1998
- Stefan Hartwig, Gestaltung und Wahrnehmung von Public Relations-Bildern. Lehren aus der Wissenschaft. In: [http://www.gpra.de]
- Wolfgang Kemp (Hrg.), Theorie der Fotografie, 3 Bände
- Hans-Michael Koetzle, Das Lexikon der Fotografen: 1900 bis heute, München: Knaur 2002
- Therese Mulligan, David Wooters, Geschichte der Photographie von 1839 bis heute, Taschen Verlag 2000
- Beaumont Newhall, Geschichte der Photographie, Schirmer, Mosel, München 1998
- Sigrid Schneider und Stefanie Grebe, Wirklich wahr!: Realitätsversprechen von Fotografien, Ostfildern-Ruit : Hatje Cantz], 2004
- Susan Sontag, Über Fotografie, Wien: Hanser 2002
- Susan Sontag, Das Leiden anderer betrachten , Frankfurt am Main: Fischer 2005
- Tom! Striewisch, Der große Humboldt Fotolehrgang, Humboldt-Verlag 2005 - ISBN 389-994-017-2 Zeitschriften
- Fotogeschichte
- EIKON. Internationale Zeitschrift für Photographie und Medienkunst

Weblinks

- [http://www.uni-duesseldorf.de/WWW/ulb/kun.html#bild Düsseldorfer Virtuelle Bibliothek Bildarchive] - Linksammlung
- [http://www.virtuelleallgemeinbibliothek.de/00315ANF.HTM Virtuelle Allgemeinbibliothek Fotoausstellung online] - Linksammlung
- [http://www.photolinks.ch photolinks.ch] - Linksammlung, handverlesen, Deutsch und Englisch
- [http://www.photolink.de Photolink.de]
- [http://www.fotolinx.de/nachrichten Foto Nachrichten] - Fotografie Nachrichten
- [http://www.striewisch-fotodesign.de/lehrgang/ Foto-Lehrgang]
- [http://www.deviantphoto.de/ Fotografie Community deviantphoto.de]
- [http://www.flickr.com flickr.com] - Photo Sharing ! ja:写真 th:การถ่ายภาพ

Abzug (Fotografie)

Als Abzug bezeichnet man in der Fotografie nur das Ergebnis einer Kontaktkopie, nicht eine Vergrößerung, oder einer Ausbelichtung; dabei entsteht in der Regel ein Papierbild. Abzüge als Kontaktkopie haben dieselbe Größe wie die Abmessungen des Aufnahmeformats; wird eine Vergrößerung vom Negativ oder Positiv angefertigt, beträgt die Größe des entstehenden Bildes ein Vielfaches der Größe der Vorlage, dabei wird jedoch in der Regel das Seitenverhältnis beibehalten, das bei der klassischen Fotografie bei 1,5 bzw. 3:2 oder in USA 4:5 liegt. Eine Ausnahme davon stellt die Ausschnittsvergößerung dar, deren Seitenverhältnis in der Bühne eines Vergrößerers beliebig festgelegt werden; allerdings wird auch die Ausschnittsvergrößerung in der Regel auf ein Papierformat mit bestimmten Abmessungen belichtet. Bei der Ausbelichtung einer digitalen Vorlage entstehen in der Regel Papierbilder (sogenannte Hardcopies) mit abweichendem Seitenverhältnis von 1,33 bzw. 4:3; dabei wird entweder ein abweichendes Papierformat verwendet, oder der Bildinhalt beschnitten, oder an den Rändern Leerbereiche belichtet. Der Abzug war früher die mit Abstand beliebteste Präsentationsform der Amateurfotografie; heute sind es meistens Vergrösserungen statt Abzügen, die in speziellen Kassetten oder Alben gesammelt werden. Bei der Präsentationsform der Diaprojektion arbeitet man in der Regel mit dem Original-Diapositiv, also einem Unikat, während es sich bei Abzügen immer um Kopien handelt, die man - wenn auch bei Amateuren unüblich - als Papierpositive bezeichnen kann. Kategorie:Fototechnik Kategorie:Fotopraxis

Negativfilm

Als Negativfilm bezeichnet man einen fotografischen Film, dessen Farben oder Grauwerte in den umgekehrten Abstufungen aufgezeichnet und entwickelt werden. Durch die erneute Farbumkehr bei der Entwicklung der Abzüge ergibt sich ein farb- und tonwertrichtiges Bild. Negativfilme gibt es in allen Aufnahmeformaten. Das Gegenteil ist der so genannte Diafilm (Postivfilm, Umkehrfilm), der direkt zu einem farb- und helligkeitsgetreuen Bild entwickelt wird.

Praxis

Die meisten in der Amateurfotografie genutzen Filme sind heute Negativmaterialien, ebenso sind fast alle Schwarzweißfilme Negativfilme (Ausnahme: Agfa Scala, ein SW-Farbumkehrfilm). Farbnegativfilme sind heute als Mehrschichtfilme aufgebaut, die nach einem chromogenen Verfahren verarbeitet werden, und besitzen Farbmasken. Eine Ausnahme bildet der Kodak Kodachrome-Film, der vielen Amateurfotografen nur als Umkehrfilm bekannt ist, jedoch auch als Negativfilm erhältlich ist und ohne Farbkuppler in der Emulsion auskommt.

Vor- und Nachteile

Die praktischen Vorteile der Negativfilme liegen vor allem im größeren Belichtungsspielraum des Filmmaterials (bis zu +/- drei Blendenstufen) sowie in der großen Verbreitung der Entwicklungslabore; nahezu alle Negativfilme werden heute im standardisierten Entwicklungsprozess C-41 verarbeitet. Professionelle Fotografen und anspruchsvolle Amateure arbeiten jedoch aufgrund der höheren Präzision bevorzugt mit Umkehrfilmen.

Fotowirtschaft

Nach Branchenschätzungen werden weltweit pro Jahr rund 2,7 Milliarden Farbnegativfilme belichtet; bei angenommenen 24 Bildern, die pro Film ausbelichtet werden, wären dies 65 Milliarden Papierbilder.

Siehe auch

- Filmempfindlichkeit
- Filmpatrone
- Farbfotografie
- Internegativfilm

Marken

- Agfa Agfacolor
- Fuji Fujicolor
- Kodak Kodacolor

Weblinks

- http://www.fotoline.ch/FOTOintern/98-08/farbnega.htm - Alle Farbnegativfilme des Weltmarktes (FOTO-intern) Kategorie:Fototechnik

Kleinbildformat

35-mm-Film (Kleinbildfilm) wurde ursprünglich ausschließlich für das Einfangen von Bewegtbildern (Kinofilme) verwendet und wurde erst später als praktisches Fotoformat entdeckt. So entstand die Kleinbildfotografie, die sich vor allem auf dem Sektor der Reportagefotografie schnell etablierte; es handelt sich dabei um das derzeit am meisten verwendete Filmformat in der Fotografie (Stand 2004) in der Konfektionierung als 135er.

Aufbau

Ähnlich wie bei Rollfilm wird der Filmstreifen auf einer (Metall-) Spule aufgewickelt und in einer Patrone verpackt; aus der Patrone ragt bei einem frischen Film durch eine Lichtdichtung die sogenannte Filmzunge heraus. Die Filmpatrone wird direkt in die Kleinbildkamera eingelegt. Früher war das Einfädeln der Filmzunge auf die Aufwickelspule der Kamera eine je nach Fabrikat mehr oder weniger diffizile Angelegenheit, heute erledigen Kleinbildkameras mit motorischem Filmtransport meist auch das Einfädeln automatisch. Separate wechselbare Filmmagazine, wie sie bei Mittelformatsystemkameras üblich sind, gibt es nur in Ausnahmefällen (beispielsweise bei Rollei). Einige Hersteller bieten jedoch für einige wenige professionelle Spiegelreflexkameras sogenannte Langfilmmagazine mit einem Vorrat von 100 oder gar 250 Bildern an (z.B. Nikon und Minolta), die anstelle der normalen Kamerarückwand angesetzt werden. Der Filmstreifen muss nach erfolgter Belichtung in die Patrone zurückgespult werden, damit er bei der Entnahme aus der Filmkammer nicht dem Umgebungslicht ausgesetzt wird; ein Filmwechsel zwischendurch ist zwar möglich, aber relativ aufwendig. Zum Rückspulen muß man einen oder mehrere Entsperrhebel (meist an der Gehäuseunterseite) betätigen, damit die für den Vortrieb üblicherweise verantwortliche Stachelwalze bis zur nächsten Belichtung (auf dem neuen Film) auskuppelt. Beim Rückspulen verschwindet die Filmzunge üblicherweise ganz in der Patrone, was eine erneute Verwendung bereits belichteter Filme verhindern soll, aber auch ein höheres Risko für in die Patrone einfallendes Streulicht in sich birgt, da der Film das Patronenmaul nicht mehr so dicht verschließt. Eine versehentlich eingezogene Filmzunge kann man nur mit einem Filmrückholer wieder herausziehen. Bei modernen Spiegelreflexkameras (SLR, Single Lens Reflex) mit automatischem Filmtransport kann man oft im Rahmen von speziellen Benutzereinstellungen festlegen, ob nach der letzten Belichtung der Film automatisch zurückgespult werden oder ob der Vorgang auch bei Erreichen des Filmendes ausschließlich manuell durch Tastendruck ausgelöst werden soll. In diesem Kontext kann man meist auch definieren, ob die Filmzunge generell in die Patrone zurückgespult werden darf oder nicht, oder ob dies nur bei manuell ausgelöster Rückspulung geschehen soll. Auch wenn sich an diesem Grundprinzip nichts ändert, so bieten einige Hersteller in diesem Zusammenhang erwähnenswerte Sonderfunktionen an: So wird bei einigen modernen SLRs (z.B. von Canon und Hasselblad) der Film direkt nach dem Einlegen auf das letzte Bild vorgespult und dann nach jeder Aufnahme sukzessive zurück in die Patrone gezogen. Der Vorteil ist, dass damit für die Kamera die Länge des Films bereits nach dem Einlegen exakt feststeht (und z.B. eine Restbildanzeige auch ohne DX-Code ermöglicht), dass alle bereits belichteten Aufnahmen in der Patrone sicher vor versehentlichem Öffnen der Rückwand sind und daß das unangenehme Rückspulgeräusch womöglich unerwartet mitten in einer diskreten Aufnahme-Session entfällt. Minolta bietet stattdessen bei einigen neueren Spiegelreflexkameras wie der Dynax 9 eine sog. Mid-Reload-Funktion an, mit der man den Film jederzeit in die Patrone zurückspulen und z.B. nach einem erfolgten Filmwechsel bildstandsgenau auf die alte Bildposition zurückspulen kann - mit einer Wiederholgenauigkeit von weniger als einem Millimeter. Die Dynax 7 verknüpft diese Funktion gar mit einer Möglichkeit, Mehrfachbelichtungen komfortabel über den gesamten Film verteilt vornehmen zu können; und die Rückwand wird durch eine automatische Verriegelung vor versehentlichem Öffnen vor dem Rückspulen des Films gesichert. Auch bei der Verwendung von Langfilmmagazinen weicht das Prozedere teilweise vom normalen, oben skizzierten Vorgang ab, indem die Rückspulung des Films in der Regel entfällt. So wird der Film z.B. beim Minolta EB-90 direkt aus einer befüllten Spezialpatrone in eine identische Leerpatrone eingespult, die zwar grundsätzlich auch einzeln entnehmbar sind, aber für einen noch schnelleren Filmwechsel in einem speziellen Doppeleinsatz verbleiben können, den man während der Foto-Session einfach gegen einen vorbereiteten weiteren Doppeleinsatz austauscht.

Konfektionierung

Patronen mit Rückspulung

Ein 35er-Film ist erhältlich als Schwarzweiß-, Farbnegativ- und Farbpositivfilm (Diafilm) für Tageslichtaufnahmen; für spezielle Anwendungen existiert daneben noch Kunstlichtfilm, der bei Kunstlicht mit höherer Farbtemperatur eine farbrichtige Wiedergabe ermöglicht, sowie Infrarotfilm für die Infrarotfotografie, der für die infraroten Anteile des elektromagnetischen Spektrums sensibilisiert ist. Handelsübliche Konfektionierungen sind unter anderem 12, 24 und 36 Bilder (ca. 1,6 m). Einige Filme mit besonders dünnem Schichtträger (wie z.B. den Ilford HP5 oder den Kodak Technical Pan) gab es zeitweise auch mit 72 Bildern pro Patrone zu kaufen.

Kinofilm

Handelsübliche Konfektionierungen sind für die Filmkamera 122 m (= 400 ft./entsprechend etwa 4 Min.), 305 m (= 1000 ft./entsprechend etwa 11 Min.) 24 Bilder entsprechen dabei 1 Sekunde Film, 36 Bilder 1,5 Sekunden. 1000 m Film haben eine Lauflänge von ca. 36½ Min.

Meterware

Als Sonderform ist Kleinbildfilm als Meterware (z.B. mit 17 oder 30,5 Metern) erhältlich, die selbst konfektioniert (in die Filmpatrone eingespult) werden müssen (beispielsweise für Überwachungskameras oder Spiegelreflexkameras mit speziellen Langfilmmagazinen).

Agfa Rapid

Agfa Rapid war ein System auf normalem Kleinbildfilm in einer speziellen Kasette, die mit der üblichen Kleinbildfilm-Kasette nicht kompatibel war. Dabei wurde der Film in der Kamera von der einen Filmpatrone in die andere gezogen.

SL-System

Auch beim SL-System (Schnelladesystem), das in der DDR entwickelt wurde, wurde der Film von der einen Filmpatrone innerhalb der Kamera in eine zweite Patrone gezogen. Rückspulen war nicht erforderlich. Für das SL-System gab es spezielle Kameras. Das SL-System ist seit dem Ende der DDR nicht mehr erhältlich.

Aufnahmeformat

Das typische Aufnahmeformat (Bildformat) bei Kleinbildfilm ist 24 × 36 mm, es gibt jedoch auch einige Sonderformen:
- Halbformatkameras verwenden 35-mm-Film im Format 18 × 24 mm; dieses Format entspricht dem ursprünglich verwendeten 35-mm-Kinofilm (Bildanzahl: 24, 48, 72);
- Panoramakameras verwenden 35-mm-Film beispielsweise mit dem Format 24 × 56 mm, oder 24 × 58 mm (Kamera HORIZON 202), oder 24 × 65 mm (beispielsweise Hasselblad XPan, oder "NOBLEX 135");
- Einige russische/ukrainische Kleinbild-Spiegelreflexkameras benutzen ein geringfügig größeres Filmformat, wahrscheinlich mit 25x36mm (was sich z.B. in der Existenz des Peleng Zirkular-Fisheyes widerspiegelt, das einen etwas größeren Bildkreis ausleuchtet).
- Stereokameras, die zwei Bilder mit leicht unterschiedlicher Perspektive auf einmal schießen, verwenden teilweise andere Formate wie 24 x 28 oder 24 x 24 mm auf Kleinbildfilm.

Geschichte und Entwicklung

Der 35 mm breite, für den Filmtransport mit einer doppelseitigen Perforation versehene Filmstreifen wurde 1889 von Thomas Alva Edison eingeführt. Seither ist es das meistbenutzte Aufnahme- und Projektionsformat für Kinofilme (Stand 2004). Anfang des 20. Jahrhunderts gab es verschiedene Versuche, Fotokameras für die Verwendung des perforierten Kinofilms mit 35 mm Breite zu konstruieren. Oskar Barnack entwickelte dann 1913 für Leitz den ersten Prototyp eines solchen Fotoapparates, ("Ur-Leica"). Der ursprüngliche Zweck des Apparates war es, kurze Filmstreifen unabhängig von der großen Filmkamera zu belichten, um die Ausleuchtung einer Szene vor dem Dreh überprüfen zu können (Standfotos). Das Kleinbildformat von 24 × 36 mm ergab sich damals aus der Verdopplung des Stummfilm Kinoformats (18 × 24 mm). Mit diesem Format wurden Fotoapparate erstmals kompakt genug, um mühelos überall hin mitgenommen zu werden. Die Reportagefotografie erhielt so entscheidende Impulse.

Siehe auch

- 80-mm-Film
- 70-mm-Film
- 16-mm-Film
- 8-mm-Film Normal8, Super8
- Film (Foto)
- Kinetoskop

Bekannte Filmhersteller

- Kodak,
- Fujifilm,
- Agfa,
- Ilford
- Polaroid

Weblinks

- http://www.sci.fi/~animato/filmhist/filmhist.html Historische Filmformate (englisch) Kategorie:Filmtechnik Kategorie:Fototechnik

Papierformat

Die Standardgrößen für Papierformate (siehe Papier) in Deutschland sind die vom Deutschen Institut für Normung 1922 in der Norm DIN 476 festgelegten Formate. Entwickelt wurde der Standard vom Berliner Ingenieur Dr. Walter Porstmann und ähnelt den in Vergessenheit geratenen Entwürfen aus der Zeit der Französischen Revolution. Die deutsche Norm diente als Grundlage für das internationale Äquivalent ISO 216, das wiederum in fast allen Ländern adaptiert worden ist. Unterschiede gibt es meist nur in den erlaubten Toleranzen. Parallel existieren, etwa in den USA und Kanada, auch traditionelle, meist weniger logisch und praktisch aufgebaute Systeme weiter, was regelmäßig zu Problemen und zusätzlichen Kosten führt.

Internationale Papierformate (ISO/DIN)

Das Referenzformat der A-Reihe ist A0, dessen Fläche einen Quadratmeter beträgt. Das Verhältnis der beiden Seitenlängen eines Blattes im DIN-Format beträgt ca. 1 : 1,4142, oder mathematisch: Eins zur Quadratwurzel aus Zwei (1 : √2, √2 ≅ 1,4142). Die Millimeter werden gerundet. Die weit verbreitete Annahme, dass das Seitenverhältnis dem Goldenen Schnitt entspricht, ist falsch. In diesem Falle würde das Seitenverhältnis ca. 1 : 1,618 betragen (mathematische Herleitung hier). Die praktische Bedeutung des Seitenverhältnisses von √2 besteht darin, dass bei Halbieren eines solchen Blattes zwei Blätter im gleichen Seitenverhältnis entstehen. Dadurch ergeben sich die einzelnen Größen einer Reihe jeweils durch Verdoppeln der kleineren bzw. Halbieren der größeren Seitenlänge, so dass sich die Fläche (Höhe mal Breite) jeweils um den Faktor Zwei ändert. Nützlich ist dies z.B. für Vergrößerungen und Verkleinerungen beim Fotokopieren (Skalierungsfaktor 141% [√2] bzw. 70,7% [√½]). Mit diesen Vorgaben lässt sich das Gewicht m_Z einer bekannten Anzahl Z Seiten eines Formats A_N näherungsweise berechnen, wenn das Quadratmetergewicht m_m² bekannt ist: :

m_Z = Z  -   m_  -   2^

Das bedeutet z. B., dass ein DIN-A4-Blatt Standardbriefpapier (80 g/m²) ein Gewicht von fünf Gramm hat. Die Höhen und Breiten und damit auch die Flächen der Formate der B-Serie errechnen sich aus dem geometrischen Mittel der Werte des entsprechenden und des nächstgrößeren A-Formats. Aus A0 (841 mm × 1189 mm) und 2A0 (1189 mm × 1682 mm) ergibt sich für B0: : B0 = √(841 mm × 1189 mm) × √(1189 mm × 1682 mm) = 1000 mm × 1414 mm. Die Abmessungen der C-Serie ergeben sich wiederum aus dem geometrischen Mittel der A- und B-Formate gleicher Nummer, also: : C0 = √(841 mm × 1000 mm) × √(1189 mm × 1414 mm) = 917 mm × 1297 mm. Die Abmessungen der D-Serie ergeben sich aus dem geometrischen Mittel der Werte des entsprechenden A-Formates und des nächstkleineren B-Formats. Aus A0 (841 mm × 1189 mm) und B1 (707 mm × 1000 mm) ergibt sich für D0: : D0 = √(841 mm × 1189 mm) × √(707 mm × 1000 mm) = 771 mm × 1091 mm. B-Formate sind immer größer als A-Formate mit gleicher Nummer, C-Formate liegen dazwischen und D-Formate sind am kleinsten. Wenn wir zur Abkürzung

k=\sqrt[8] \approx 1.0905077326

setzen, ergibt sich in Formeln ausgedrückt die folgende einfache Übersicht (Angaben in Metern, ohne Rundung), absteigend nach Größe sortiert: :

B0 = k^  0

k^4

C0 = k^

k^3

A0 = k^

k^2

D0 = k^

k^1

B1 = k^

k^0

C1 = k^

k^

A1 = k^

k^

D1 = k^

k^

B2 = k^

k^

:usw.

Übersicht

geometrischen Mittel Benennung und Größe in Millimeter. Die Toleranz beträgt bei Maßen bis 150 mm ±1,5 mm, bei Maßen bis 600 mm ±2 mm und darüber ±3 mm. Die Übergrößen 2A0 und 4A0 gibt es nur in der DIN-, nicht in der ISO-Norm. ; A2 : Bogen ; A3 : Halbbogen ; A4 : Viertelbogen (Briefbogen) ; A5 : Blatt ; A6 : Halbblatt (Postkarte) ; A7 : Viertelblatt

Abgeleitete Formate

Aus der A-Reihe werden die Streifen-Formate durch Teilung abgeleitet. ; 1⁄4 A3 :105 × 297 mm ; 1⁄3 A4 = DIN lang (DL) : 99 mm × 210 mm (Kurzmitteilung) ; 1⁄4 A4 : 74 × 210 mm ; 1⁄8 A4 : 37 × 210 mm ; 1⁄3 A5 : 70 × 148 mm ; 1⁄6 DIN : 220 × 220 mm ; DL-Umschlag : 110 × 220 mm ; C6/C5-Umschlag : 114 × 229 mm – etwas größer und praktischer als DL

Anwendungen

; A0, A1 : Technische Zeichnungen, Poster ; A1, A2 : Flipcharts, Geschenkpapier ; A2, A3 : Zeichnungen, Diagramme, große Tabellen ; B4, A3 : Zeitungen ; A4 : Briefe, Formulare, Hefte, Zeitschriften, Kataloge ; A5 : Notizblöcke ; A6 : Postkarten, Toilettenpapier, Überweisungsaufträge u.ä. ; B5, A5, B6, A6 : Bücher ; A7 : Personalausweis (ID-2) ; B7 : Reisepass (ID-3) ; B8, A8 : Spielkarten, Visitenkarten ; C4, C5, C6 : Umschläge

Überformate

Da beim Zuschneiden und Falten Verluste auftreten, wurden die Überformate RA und SRA geschaffen. Das R steht für »Rohformat«, S für »sekundäres«. RA0 hat prinzipiell eine Fläche von 1,05 m², SRA0 1,15 m², Breite und Höhe sind aber auf den ganzen Zentimeter gerundet. Unter der inoffiziellen Bezeichnung A4+ (A4 plus) existiert ferner ein auf dem DIN-A4-Format basierendes Überformat, das beim Einsatz in Tintenstrahl- und Laserdruckern Verwendung findet. Es wird für Endkunden speziell von Druckerherstellern angeboten. Durch die fehlende Normierung dieses Überformates existieren verschiedene Formate. So existieren auf DIN-A4 basierende Formate mit einer einheitlichen Beschnittzugabe von jeweils drei Millimetern pro Seite (216 mm × 303 mm) oder randlos bedruckbare Formate mit Abrisskanten. Einige (amerikanische) Anbieter spezifizieren das Format A4+ auch mit dem Maß 9½ Zoll × 13 Zoll (241 mm × 330 mm). Im Fotodruck existiert auch das Überformat A3+ (A3 plus). Canon versteht darunter 329 x 482,6 mm.

Andere Formate

Außerdem gibt und gab es natürlich andere Systeme. Manche alten Systeme haben sich zumindest in Teilen bis heute erhalten.

Maschinenformate

Für die Verarbeitung in Druckmaschinen gibt es einen Industriestandard, der folgende maximalen Papiergrößen umfasst.

Japan

Die japanische Norm JIS P 0138-61 übernimmt die A- und C-Serien von ISO bzw. DIN, definiert aber eine leicht andere B-Serie: JIS B0 hat eine Fläche von 1,5 m², dem arithmetischen und nicht geometrischen Mittel der Flächen von A0 und 2A0, Breiten und Höhen werden analog zu A ermittelt und entsprechend gerundet.

USA und Kanada

Die in Nordamerika noch üblichen Papierformate folgen keinem einheitlichen Muster und sind ursprünglich zollbasiert (in). Die Reihe A bis E entstammt dem Standard ANSI/ASME Y14.1, andere Größen sind in ANSI X3.151-1987 festgelegt. Die kanadischen Größen P1-P6 aus dem Standard CAN 2-9.60M sind in Millimetern spezifiert, auf halbe Zentimeter gerundet und lassen sich durch Verdopplung bzw. Halbierung ableiten, haben weitgehend näherungsweise Zoll-Pendants, aber nicht die Vorteile des konstanten 1,414-Verhältnisses (stattdessen abwechselnd ca. 1,30 und 1,54). Ihre Bedeutung ist auch in Kanada selbst eher gering. Stellenweise, z.B. im Buchdruck, sind noch heute Formate aus dem 19. Jahrhundert in Gebrauch. Einige Werte haben sich über die Zeit um teilweise mehr als ein Zoll verändert.

Weblinks

- [http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/iso-paper.html Markus Kuhn: International Standard Paper Sizes]
- [http://home.inter.net/eds/paper/papersize.html EDS: Guide to International Paper Sizes]
- [ftp://ftp.pwg.org/pub/pwg/standards/pwg5101.1.pdf IEEE-ISTO 5101.1-2002 "The Printer Working Group Standard for Media Standardized Names" (PDF)] Kategorie:Papier ISO 216 ja:紙の寸法

CCD

Ein Charge-coupled Device (CCD) (Ladungsgekoppeltes Bauteil) ist ein lichtempfindliches elektronisches Bauteil zur ortsauflösenden (fein gerasterten) Messung der Lichtstärke. CCDs sind integrierte Schaltkreise ("Chips"), also Halbleiterbauelemente und gehören deshalb zu den Halbleiterdetektoren.

Funktionsweise und Aufbau

Ursprünglich wurden CCD-Chips zur Datenspeicherung entworfen, es wurde jedoch schnell bemerkt, dass diese Chips lichtempfindlich sind und ein zur eingestrahlten Lichtmenge proportionales Signal ausgeben. Das Bauteil besteht aus einer Matrix (seltener: einer Zeile) mit lichtempfindlichen Zellen, die Pixel genannt werden (picture elements). Sie beruhen auf dem inneren fotoelektrischen Effekt und heißen daher eigentlich Photodiode. Die einfallenden Lichtquanten geben ihre Energie an Elektronen ab und "heben" diese dabei vom Valenzband ins Leitungsband des Halbleiters. Die Elektronen (oder die "Löcher" im Valenzband) werden während der Belichtung in "Potenzialtöpfen" gesammelt, es sammelt sich also elektrische Ladung ("charge") an.

image:CCD_charge_transfer_animation_thumb.png

Animation zeigen

Ladungstransfer in einem CCD (Quelle und Informationen)

Nach der Belichtung werden die Ladungen ähnlich einer Eimerkette schrittweise verschoben (daher der Wortbestandteil "coupled"). Zum Verschieben werden Spannungen an die Elektroden oberhalb der Ladungspakete angelegt, so dass die Ladungsträger von einer Elektrode nach der anderen angezogen werden. Der Aufbau ist identisch dem Feldeffekttransistor nur dass ganz viele Gates verwendet werden (bis zu 3 Gates beim Feldeffektransistor ). Schließlich erreichen die Ladungspakete eines nach dem anderen den Ausleseverstärker, es wird eine von der Ladung abhängige elektrische Spannung ausgegeben. Das Ausgangsignal eines CCD ist also seriell: die Ladungen der einzelnen Pixel werden hintereinander ausgegeben, wogegen das ursprüngliche Bild parallel entstand, indem alle Pixel gleichzeitig belichtet worden sind. Bei den meisten CCDs für Videokameras werden jeweils nur Halbbilder (d.h., erst alle ungeraden, dann alle geraden Zeilen) ausgegeben ("interlaced"). Für alle anderen Zwecke sind "progressive scan" CCDs üblich, bei denen die Zeilen in ihrer natürlichen Reihenfolge hintereinander ausggegeben werden. "interlaced" Während des Verschiebens der Ladungen sollen keine weiteren Ladungen durch Belichtung hinzukommen, um die Bildinformation nicht zu verfälschen. Es wurden verschiedene Anordnungen zur Lösung dieses Problems entwickelt, man unterscheidet Full-Frame-, Frame-Transfer- (FT), Interline-Transfer- (IT) und Frame-Interline-Transfer-CCDs (FIT).

Full-Frame-CCD (FF CCD)

Am einfachsten kann eine Belichtung des CCDs während des Auslesens mit einem mechanischen Verschluss verhindert werden. Diese Variante wird vor allem bei CCDs für wissenschaftliche oder astronomische Zwecke verwendet. Im CCD-Chip sind die lichtempfindlichen Zellen identisch mit den Zellen, durch die der Ladungstransport erfolgt ("full-frame CCD", also die ganze Fläche ist lichtempfindlich). Für die meisten Zwecke ist jedoch ein mechnischer Verschluss zu aufwendig oder störungsanfällig, dann können keine Full-Frame-CCDs verwendet werden. Full-Frame CCDs (manchmal auch "Full Frame Transfer CCDs genannt) als Bezeichnung des inneren Aufbaus des CCD-Chips sind nicht mit mit Full-Frame-CCDs im Sinne von Kleinbildformat-CCDs (24 x 36 mm, also ohne Crop- und Verlängerungsfaktor bei Verwendung normaler Kleinbildoptiken) zu verwechseln!

Frame-Transfer-CCD (FT CCD)

Bei FT-CCDs wird das gesamte Bild nach der Belichtung sehr rasch in einen abgedunkelten Bereich des CCD-Chips verschoben. Dann kann das Bild mit der üblichen (geringeren) Geschwindigkeit Ladungspaket für Ladungspaket ausgelesen werden; während dessen kann bereits wieder die Belichtung des nächsten Bilds beginnen. Die Zeit des raschen Verschiebens muss viel kürzer als die Belichtungszeit sein, weil sonst der Smear-Effekt zu stark wird. Daher sind FT-CCDs ohne mechanischen Verschluss (wie sie normalerweise eingesetzt werden) für sehr kurze Belichtungszeiten nicht geeignet (Bei manchen professionellen Videokameras wird ein rotierender Verschluss verwendet, um dieses Problem zu vermeiden). Wegen des abgedunkelten Bereichs braucht ein FT-CCD doppelt so viele Zellen (Potenzialtöpfe) wie Bildpunkte und muss auch doppelt so groß wie die Bildgröße sein.

Interline-Transfer-CCD (IT CCD)

Bei IT-CCDs wird die Ladung jedes Pixels seitlich in eine abgedeckte Zwischenspeicherzelle übernommen; dies geschieht für alle Pixel zugleich. Erst dann werden die Ladungen in den abgedunkelten Streifen in Richtung Ausleseverstärker verschoben. Daher ist kein mechanischer Verschluss nötig und es werden sehr kurze Belichtungszeiten möglich. Die geringere lichtempfindliche Fläche bei dieser Konstruktion wird bei neueren CCDs durch eine Sammellinse kompensiert, die über jedem Pixel liegt und das Licht auf die kleine lichtempfindliche Fläche fokussiert. Der Nachteil liegt darin, dass die Ladungen relativ lange im Transferregister neben den lichtempfindlichen Zellen verweilen, da sie nur langsam ausgelesen werden. Es kann daher passieren, dass Lichtwellen an den Abdunklungsstreifen in die Zwischenspeicherzellen hineingebeugt werden. Da die Speicherzellen zwar abgedeckt, aber prinzipiell immer noch lichtempfindlich sind, entstehen unerwünschte Ladungsträger in den Transferregistern, nachdem die Ladungen schon verschoben wurden (Smear-Effekt).

Frame Interline Transfer-CCD (FIT-CCD)

Eine Lösung dieses Problems bieten die FIT-Chips: Bei diesem Typ werden die gespeicherten Ladungen in den Zwischenspeicherzellen möglichst schnell in einen abgedunkelten Bereich verschoben. Er verbindet also das Prinzip des FT-Chips und das des IT-Chips. So ist einerseits durch die Zwischenspeicherzellen gewährleistet, daß die Ladungsträger nicht länger als nötig dem Licht direkt ausgesetzt sind, andererseits werden sie relativ schnell aus dem 'offenen' Bereich des Chips transportiert. Der Nachteil ist, daß nun pro effektivem Pixel drei Speicherzellen nötig sind, was diese Chips relativ teuer macht. Der schnelle Abtransport der Ladungen ist jedoch z.B. bei Hochgeschwindigkeitskameras unumgänglich.

CCD-Größen und Bauformen

Der CCD-Chip einer Digitalkamera besteht aus einer Matrix ("Array") von ca. 300.000 bis zu mehreren 10 Millionen solcher lichtempfindlicher Zellen, die den Pixeln des aufgenommenen Bildes entsprechen. Sie sind rechteckig oder quadratisch mit einer Kantenlänge von 5 bis 20 µm. Dazwischen verlaufen feine elektrische Leitungen, die zwar eine Lichteinbuße bedeuten, aber zum Auslesen und zur Abschirmung überbelichteter Zellen dienen. Größere Pixel bedeuten deshalb höhere Lichtempfindlichkeit, aber geringere Auflösung und dadurch unschärfere Bilder. Die Größe von CCD-Bildsensoren wird oft in Zoll (inch) angegeben, gebräuchliche Größen für professionelle Videokameras sind 2/3" und 1/2", für Prosumer-Geräte 1/3" und für Consumer-Geräte 1/4" oder 1/6". Da man bei alten Vidicon Bildaufnahmeröhren den Glasdurchmesser in Zoll angab und die nutzbare Fläche kleiner war, ist die angegebene Größe nicht mit der Bilddiagonale identisch. Die tatsächliche Bilddiagonale ist bei 1/2"-CCDs ca. 9 mm und bei 1/3"-CCDs ca. 6 mm. Vidicon Außer CCDs mit zweidimensionaler Anordnung von Bildpunkten, also Bildsensoren, sind auch CCD-Linien in Gebrauch, so genannte Zeilensensoren. Diese Sensoren liefern keine Bilder sondern werden z. B. in der Spektroskopie, in der Industrie zur Überwachung von Fließbändern oder bei Scannerkassen von Supermärkten zur optischen Abtastung (Scannen) verwendet. Bei den meisten CCDs wird die "Oberseite" des Siliziumplättchens beleuchtet, also die Seite, auf der die Halbleiterstrukturen hergestellt wurden (front-illuminated CCD). An der Oberfläche befinden sich dann Strukturen, die nicht lichtempfindlich sind (z.B. Elektroden aus polykristallinem Silizium). Vor allem kurzwelliges (blaues und ultraviolettes) Licht wird aber schon in den obersten Schichten absorbiert und gelangt nicht mehr in den darunter liegenden lichempfindlichen Bereich. Dieses Problem wird bei sogenannten back-illuminated CCDs vermieden. Dazu wird das Siliziumplättchen bis auf eine Dicke von 0,01 bis 0,02 mm abgeschliffen und abgeätzt und mit der lichtempfindlichen "Rückseite" nach oben eingebaut. Dieses Herstellungsverfahren ist sehr teuer, daher werden back-illuminated CCDs nur dort verwendet, wo es auf hohe Empfindlichkeiten (Quantenausbeuten) für kurzwelliges Licht ankommt, also z.B. in der Spektroskopie oder Astronomie. Ein Nachteil der back-illuminated CCDs ist eine ungleichmäßige Empfindlichkeit ("etaloning") bei längeren Wellenlängen, weil durch Hin- und Herspiegelung des Lichts and der vorderen und hinteren Oberfläche Interferenzen wie im Fabry-Pérot-Interferometer auftreten.

CCDs für Farbbilder

Die lichtempfindlichen Elemente der meisten CCD-Sensoren sind für den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts und das nahe Infrarotlicht (bis zu einer Wellenlänge von ca. 1 Mikrometer) empfindlich und liefern ohne zusätzliche Maßnahmen nur Graustufenbilder. Für Farbbilder kommt bei teureren Videokameras ein Prismenblock zum Einsatz, der im Zusammenspiel mit großflächigen Farbfiltern das einfallende Bild in seine roten, grünen und blauen Anteile aufspaltet. Auf diesen Block ist an den Stellen, an denen die drei Farbauszüge des Bildes austreten, jeweils ein CCD-Chip aufgeklebt. Die Fertigung dieses mit CCD-Sensoren bestückten Prismenblocks muß sehr präzise sein, da sonst einzelne Farbkanäle nicht mehr scharf aufgenommen werden. In den meisten Farb-Videokameras und Digitalkameras für die Farbfotografie werden die Zellen des CCD-Chips abwechselnd mit Farbfiltern versehen. Ein Farbpunkt wird so aus mehreren für verschiedene Farben empfindlichen Zellen zusammengesetzt. Meist erhalten je zwei von vier Pixeln winzige Grünfilter, die anderen rote und blaue. So wird das menschliche Farbsehen angenähert, allerdings verringert sich die Farbauflösung auf ein Viertel der Graustufen-Auflösung. Um wieder eine bessere Schärfe zu erzielen, werden die dazwischen liegenden Pixelfarben mathematisch interpoliert. Die kombinierte Farb- und Helligkeitsinformation wird durch den (Bayer-Filter-)Algorithmus aus den einzelnen Elementen extrahiert. Anschließend wird sie beim meist verwendeten JPEG-Format in 8×8 großen Feldern durch Frequenzanalyse weiterverarbeitet, was gleichzeitig die Datenmenge reduziert. Das Funktionsprinzip des Foveon-X3-Sensors, bei dem die lichtempfindlichen Elemente für die Grundfarben übereinander in verschiedenen Schichten liegen, wird derzeit nur für CMOS-Sensoren und nicht für CCDs angewandt. Zusätzlich zu den erwähnten Farbfiltern verwenden alle Farb-CCD-Kameras Infrarot- und UV-Sperrfilter, um Farbverfälschungen durch Infrarot-Licht oder UV-Licht zu vermeiden. Bei manchen Kameras kann das Infrarot-Sperrfilter für Nachtaufnahmen abgeschaltet werden.

Benutzung

CCD-Kameras in der Forschung und der Industrie werden in der Regel per Rechner ferngesteuert oder speichern die Bilder automatisch auf Datenträger. Zur Beseitigung der Bildfehler auf dem Chip und in der Optik wird ein Weißbild und zur Beseitigung des Rauschen bei Langzeitaufnahmen (z.B. Astronomie) ein Dunkelbild benutzt.

Anwendungen

CCD-Chips können sowohl für sichtbare Wellenlängen als auch für Nah-Infrarot-, UV- und Röntgen-Bereiche hergestellt werden. Dadurch erweitert sich das Spektrum für Sonderanwendungen von 0,1 pm bis auf etwa 1,1 µm. Die Grenze zu langen Wellenlängen hin ist durch die Bandlücke des Halbleitermaterials begrenzt (ca. 1,1 eV für Si und 0,66 eV für Ge).
- CCDs sind daher sind vielfältig in Naturwissenschaften und Technik verwendbar, auch für sehr lichtschwache Objekte wie in der Astronomie.
- Bei der Videokamera ersetzten CCD-Sensoren das ältere Röhrenprinzip (Vidicon). Die klassische Auflösung der Videokameras nach PAL- oder NTSC-Norm liegt bei 440.000 Pixel (CCIR/PAL) bzw. 380.000 Pixel (EIA/NTSC) und Bildwiederholraten von 25 Hz (CCIR/PAL) bzw. 30 Hz (EIA/NTSC).
- Am Fotomarkt haben CCD-Digitalkameras eine Revolution bewirkt. Mit Erhöhung der Pixelanzahl erweiterten sich die Verwendungsmöglichkeiten der CCD-Chips auf praktisch alle fotografischen Anwendungen. Professionelle Fotokameras können durch Digitaltechnik mit Auflösungen von 5 bis 16 Megapixeln bereits in vielen Bereichen ersetzt werden. U. a. in der Fototechnik werden neben CCDs zunehmend auch CMOS-Sensoren (Low-end und Canon) eingesetzt, da deren Nachteile (Rauschen, geringere Empfindlichkeit) weitgehend behoben werden konnten.
- Allgemeine Messtechnik: Zeilenkameras werden neben der Industrie z. B. auch in Spektroskopen und Scannern eingesetzt.

Kenngrößen für die Qualität von CCD-Chips

Die wichtigsten Kenngrößen zur Charakterisierung der Qualität von CCDs sind:
- Die Quantenausbeute, also Wahrscheinlichkeit, dass ein einfallendes Lichtquant ein Photoelektron auslöst. Die Quantenausbeute von CCDs kann über 80 % betragen, gegenüber 5-10 % bei Fotofilmen.
- Der Dunkelstrom der lichtempfindlichen Zellen. Der Dunkelstrom ist nicht für alle Pixel völlig gleich, es kommt daher zu Dunkelstromrauschen, das eine Quelle des Bildrauschens ist. Weiters können einzelne "hot pixels", also Pixel mit besonders hohem Dunkelstrom auftreten.
- Die Anzahl der Ladungen, die in einem Pixel gespeichert werden können ("full well capacity" oder "well depth").
- Das Verhalten, wenn durch Überbelichtung in einzelnen Pixeln mehr Ladung erzeugt wird, als gespeichert werden kann. Tritt die Ladung in benachbarte Pixel über, spricht man von "Blooming". Viele CCD-Kameras vermeiden diesen Effekt, indem die überschüssigen Ladungen abgeleitet werden ("anti-blooming gate"), dadurch kann aber auch schon Ladung verloren gehen, bevor ein Pixel wirklich voll ist (der Zusammenhang zwischen Lichtmenge und Ladung ist dann nicht mehr linear, und genaue Messungen sind nicht mehr möglich).
- Die Effizienz des Ladungstransports zum Ausleseverstärker (Charge Transfer Efficiency).
- Das Rauschen des Ausleseverstärkers (Ausleserauschen, "readout noise"). Dunkelstrom und Rauschen werden bei hochempfindlichen Kameras durch Kühlen des CCDs verringert.

Neu- und Weiterentwicklungen

- Eine neue CCD-Chip-Entwicklung ist der Super-CCD-Sensor (Fuji-Patent) mit einer wabenförmigen Anordnung von achteckigen gegeneinander verschobenen Pixeln, die enger beieinander liegen und damit eine größere Anzahl von Pixeln auf eine gegebene Fläche bringen.
- EMCCD (Elektron Multiplying CCD)
- EBCCD (Elektron Bombarded CCD)

Weblinks

- [http://www.informatik.hu-berlin.de/~meffert/Seminararbeiten/Weitere/Cmos/Ccd-cmos.pdf Digitalkameratechnologien: CCD und CMOS (pdf-Datei)]
- [http://www.ccd-sensor.de/index.html www.ccd-sensor.de] Kategorie:Elektrische Bauelemente Kategorie:astronomisches Instrument Kategorie:Fototechnik Kategorie:Fernsehtechnik ja:CCDイメージセンサ ko:CCD

Cmos

Die Abkürzung CMOS steht für Complementary Metal Oxide Semiconductor (dt. komplementärer Metalloxid-Halbleiter). CMOS-Bausteine sind integrierte Schaltkreise, bei denen gleichzeitig p-Kanal als auch n-Kanal MOSFETs verwendet werden. Diese Technik findet in integrierten Schaltkreisen ihre Anwendung.

Technik

MOSFET Das Grundprinzip der CMOS-Technik in der Digitaltechnik ist die Kombination von p-Kanal- und n-Kanal-Feldeffekttransistoren. Dabei wird die gewünschte Logikoperation zum einen in p-Kanal-Technik (als Pull-Up-Pfad) und zum anderen in n-Kanal-Technik (als Pull-Down-Pfad) entwickelt und in einem Schaltkreis zusammengeführt. Durch die gleiche Steuerspannung jeweils zweier komplementärer Transistoren (einmal n-Kanal, einmal p-Kanal) sperrt immer genau einer und der andere ist leitend. Es muss dafür zwar immer die doppelte Anzahl Transistoren auf einen Chip aufgebracht werden, dies lässt sich aber leichter in ICs integrieren als Widerstände - auf Widerstände kann in der CMOS-Technik im Gegensatz zur NMOS-Technik verzichtet werden. Der entscheidende Vorteil ist aber, dass Querstrom (von der Versorgungsspannung zur Masse) nur im Umschaltmoment fließt. Die Stromaufnahme bzw. die Verlustleistung ist also - abgesehen vom wesentlich kleineren Kriechstrom - nur von der Umschalthäufigkeit (Taktfrequenz) und dem Störabstand abhängig. Aus diesem Grund werden die meisten digitalen ICs (Prozessoren, Speicher) zurzeit in dieser Technik hergestellt. Die Verlustleistung ist darüber hinaus linear von der Taktfrequenz und quadratisch vom Störabstand abhängig (siehe Graphik). Speicher Bei analogen Anwendungen werden die hohe Integrierbarkeit und die kapazitive Steuerung genutzt, die die MOSFETs ermöglichen. Durch das Einsparen der Widerstände und die Benutzung von Aktiven Lasten (Stromspiegel als Quellen oder Senken) können Rauschabhängigkeiten und andere unerwünschte Effekte auf ein Minimum reduziert werden. Durch die gute Frequenzbreite der Bauteile bei hohen Integrationen können sehr breitbandige Schaltkreise erstellt werden.

Eigenschaften

Die Verlustleistung im Ruhezustand beträgt im Allgemeinen ca. 10 nW, die Verlustleistung beim Schalten liegt frequenz- und betriebsspannungsabhängig je nach Bautyp bei Standardbaureihen bei ca. 1 mW/MHz (integrierte Gatter: ca. 10 µW/MHz). CMOS-Eingänge sind relativ empfindlich gegenüber statischen Aufladungen und Überspannungen, weshalb vor CMOS-Eingänge im Allgemeinen Schutzschaltungen (z.B. Dioden ) gesetzt werden.

Spezielle Arten

Diode

HCT-CMOS

Unter HCT-CMOS-Technik versteht man die Anpassung der CMOS-Transistorstruktur an die Spannungspegel der TTL-Schaltungstechnik bei voller Pin-Kompatibilität zu diesen. Ein Austausch von TTL-Schaltkreisen mit HCT-CMOS-Schaltkreisen ist somit möglich.

BiCMOS

Unter der BiCMOS-Technik versteht man eine Schaltungstechnik, bei der Feldeffekttransistoren mit Bipolartransistoren kombiniert werden. Dabei wird sowohl der Eingang als auch die logische Verknüpfung in CMOS-Technik realisiert - mit den entsprechenden Vorteilen. Für die Ausgangsstufe werden aber Bipolartransistoren eingesetzt. Dies bringt eine hohe Stromtreiberfähigkeit mit sich und eine geringe Abhängigkeit von der kapazitiven Last. Dafür werden aber im Allgemeinen 2 weitere Transistoren und 2 Widerstände in der Schaltung benötigt. Das Eingangsverhalten entspricht einem CMOS-Schaltkreis, das Ausgabeverhalten einem TTL-Schaltkreis.

Sonstiges

- In der PC-Branche hat sich (bedingt durch nachlässige Übersetzung aus dem Amerikanischen) der Begriff CMOS auch für das batteriegepufferte SRAM, in dem die BIOS-Parameter gespeichert werden, eingebürgert.
- CMOS-ICs werden sehr häufig als logische Schalter benutzt.

Siehe auch

- In der Digitalfotografie werden CMOS-Sensoren als Fotodetektoren eingesetzt.
- für die Spektroskopie nicht flächenhaft, sondern einzelne Zeile: Diodenarraydetektor
- Logikfamilie

Weblinks

- [http://bs-gelnhausen.de/franz_materialien/lehrbuch/avd/datenblatt/datenbl2.htm Einige CMOS-ICs mit Schaltbildern]
- [http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/cmos/cmos_dt.html JavaApplet wie CMOS-ICs intern aus Transistoren aufgebaut sind] Kategorie:Mikroelektronik Kategorie:Digitaltechnik Kategorie:Fototechnik Kategorie:Elektrische Bauelemente ja:Complementary Metal Oxide Semiconductor

Sensor

Ein Sensor (lateinisch sensus: "Gefühl") oder (Mess-)Fühler ist in der Technik ein Bauteil, das neben bestimmten physikalischen oder chemischen Eigenschaften (z. B.: Wärmestrahlung, Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Schallwechseldruck, Schall, Helligkeit, Magnetismus, Beschleunigung, Kraft) auch die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Die Begriffe Sensor und Messgerät sind klar voneinander abgegrenzt: Der Sensor misst und das Messgerät verarbeitet die Umweltbedingungen. Sensoren, die Strahlung (z. B. Licht, Röntgenstrahlung) oder Teilchen nachweisen, bezeichnet man als Detektoren. Auch ein normales Mikrofon ist ein Sensor für den Schallwechseldruck. Der Begriff wird in der Technik und in den Lebenswissenschaften Biologie / Medizin verwendet, seit einigen Jahren verstärkt auch in den Naturwissenschaften. Beispiel für letztere sind Anwendungen von CCD-Bildsensoren (= Charge Coupled Device) und Teilchenzähler in der Astronomie, Geodäsie und Raumfahrt. In der Technik spielen Sensoren in automatisierten Prozessen als Signalgeber eine wichtige Rolle. Die von ihnen erfassten Werte oder Zustände werden, meist elektrisch-elektronisch verstärkt, in der zugehörigen Steuerung verarbeitet, die damit entsprechende weitere Schritte auslöst.

Sensorübersicht nach Messgrösse

Beispiele für Sensoren (alphabetisch):
- Beschleunigungssensoren
- Bewegungsmelder
- Dehnungsmessstreifen (DMS)
- Folien-Dehnungsmessstreifen
- Draht-Dehnungsmessstreifen
- Halbleiter-Dehnungsmessstreifen
- Drehzahlmessung
- Stroboskop
- Tachogenerator, Tachometer
- Impulszählung z. B. Inkrementalgeber
- Durchflusssensor,
- Induktiver Durchflussmesser, Magnetisch Induktive Durchflussmesser (MIDs)
- Kapazitiver Durchflussmesser
- Massendurchflussmessverfahren nach dem Coriolis-Prinzip
- Ultraschalldurchflusssensor Thermischer Massenfluss-Sensor wie z. B.
- Luftmassensensor
- Drucksensor
- Silizium-Drucksensor
- Keramischer Drucksensor
- Barometer
- Mikrofon
- Feuchtesensoren (Hygrometer)
- Gassensoren
- Brandmelder, Rauchmelder
- Geophone
- Halbleiterdetektor
- Hallsensor (magnetische Sensoren)
- Klopfsensor (Vibrationssensor)
- Näherungsschalter
- Induktive Näherungsschalter
- Kapazitive Näherungsschalter
- Optische Näherungsschalter
- Magnetometer
- SQUIDs
- Optosensor
- Charge-coupled Device (CCD)
- Super-CCD-Sensor (SCCD)
- CMOS-Sensor
- pH-Wert
- Schallsensor
- Strahlungsdetektor
- Teilchendetektor
- Temperatursensor
- NTC (Heißleiter)
- PTC (Kaltleiter)
- PT100
- Thermoelement
- PT100
- Thermometer

Sensoren nach Messprinzip

Beispiele für Sensoren kategorisiert nach Meßgrößen:

Resistive Sensoren

Beruhen auf dem Effekt der elektrischen Widerstandsänderung.
- Potentiometrische Sensoren
- Drahtpotentiometer
- Leitplastik-Hybrid-Potentiometer
- Leitplastik-Potentiometer
- Dehnungsmessstreifen (DMS)
- Halbleiter-Dehnungsmessstreifen
- Metall-Dehnmessstreifen
- Draht-Dehnungsmessstreifen
- Folien-Dehnungsmessstreifen
- Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen Siehe auch: Ohmsche Sensoren

Induktionsaufnehmer

Beruhen auf magnetischer Induktion (dem physikalischen Effekt der Elektrodynamik)
- Pick Up (Sensor)
- Schwingungsaufnehmer

Differentialtransformator

der auf den physikalischen Gesetzen des Elektromagnetismus beruht.Bei einem Differentialtransformator wird eine Wegstrecke x durch Induktionsänderung gemessen. An eine Primärspule wird eine Eingangswechselspannung gelegt. Gegenüber von dieser ersten Spule befindet sich eine zweite Spule, die unterteilt ist, so dass das mittlere linke Ende mit dem äussersten rechten verbunden ist und der Abgriff zwischen dem äussersten linken und dem mittleren rechten liegt. Dort wird die Ausgangsspannung abgegriffen. Wird ein Eisenkern, der sich zwischen den beiden Spulen befindet um die Strecke x verschoben, ändert sich die Induktion. Wird er über die mittlere Position hinaus verschoben, ändert sich die Polarität am Abgriff der Ausgangsspannung.

Induktive Sensoren

die auf den physikalischen Gesetzen des Elektromagnetismus beruhen, aber nicht wie oben zwei oder mehrere Spulen besitzen, sondern nur eine Spule.
- Einspulen-Längsanker-Induktivaufnehmer
- Differenzspulen-Längsanker-Induktivaufnehmer
- Differenzspulen-Queranker-Induktivaufnehmer

Wirbelstromaufnehmer

die auf dem Prinzip des Wirbelstroms beruhen
- Längsanker-Wirbelstromaufnehmer
- Queranker-Wirbelstromaufnehmer

Induktiver Näherungsschalter

die auf einer Veränderung des magnetischen Feldes beruhen
- Induktiver Initiator
- Wirbelstrom-Initiator

Magnetfeldsensoren

die auf den Gesetzen des magnetischen Feldes beruhen und hart- oder weichmagnetische Werkstoffe beinhalten
- Wiegand-Sensoren
- Galvanomagnetischer Effekt
- Hallgenerator
- Feldplatte
- Magnetoristiver Dünnschichtaufnehmer

Magnetoelastische Sensoren

die auf dem Effekt der magnetischen Permeabilitätsänderung bei Längenänderung beruht
- Pressduktor
- Induktivsensor
- Drehmomentsensor

Kapazitive Sensoren

beruhen auf einer Änderung der Kapazität eines Kondensators
- Differentialwegsensor
- Drucksensor
- Füllstandssensor
- Kapazitiver Näherungsschalter

Piezoelektrische Sensoren

beruhen auf dem Effekt, dass besondere Kristalle auf Druck eine elektrische Spannung abgeben (Piezoelektrizität)
- Piezoelektrischer Kraftsensor
- Piezoelektrischer Drucksensor
- Piezoelektrischer Beschleunigungssensor
- Piezoelektrischer Magnetfeldsensor

Optoelektronische Sensoren

die entweder auf dem äußeren Foto-Effekt beruhen, dem inneren Foto-Effekt (Verbesserung der Leitfähigkeit) oder dem Fotovoltaischen-Effekt (Solarzelle)
- Äußerer Foto-Effekt
- Fotozelle
- Innerer Foto-Effekt
- Fotowiderstand (LDR)
- IR-Detektoren
- Fotovoltaischer Effekt (Sperrschicht-Effekt)
- Selenfotoelement
- Halbleiterdetektor
- Siliziumfototransistor
- Siliziumfotothyristor
- Technische Anwendungen
- Lichtschranke
- Drehzahlmessung (optisch)
- Winkelmessung (optisch)
- Abstandsmessung (optisch)
- Füllstandsmessung (optisch)
- Volumenmessung (optisch)
- Absicherung von Gefahrenbereichen (optisch)
- Barcodescanner (optisch)
- Farberkennung (optisch)
- Kontrasterkennung (optisch)

Temperatursensoren

beruhen grundsätzlich auf zwei Prinzipien. Entweder auf der Kontaktthermometrie oder auf der Strahlungsthermometrie.
- Widerstandsthermometer - beruhen auf einer Widerstandsänderung
- PT100
- Thermoelemente beruhen auf dem thermoelektrischen Effekt
- Hohlspiegel-Gesamtstrahlungspyrometer
- Fotoelektrisches Gesamtstrahlungspyrometer

Weiterführende Themen

Signalaufbereitung

Typische Verstärker zur Signalaufbereitung:
- Instrumentierungsverstärker
- Isolierverstärker
- Chopper-Verstärker
- Lock-In-Verstärker

Literatur

- Schiessle, Edmund: Sensortechnik und Messwertaufnahme, Würzburg, 1992
- Jörg Hoffmann: Taschenbuch der Messtechnik, Leipzig, 2002

Siehe auch

Messtechnik, Messgeräte, Sensorik, Distanzsensor

Weblinks

- [http://wwwfbp.mfh-iserlohn.de/Labore/ELON/ex296.pdf Dokument der Firma RS Components über Sensoren 1,1MB - pdf]
- [http://www.corscience.de/pdfs/bluesense_data_sheet.pdf Dokument der Firma Corscience über drahtlose Sensoren 60 kB - pdf] Kategorie:Messgerät Kategorie:Steuerungs- und Regelungstechnik ja:センサ

Megapixel

Megapixel steht in Anlehnung an das SI-Präfix für eine Million Bildpunkte (Pixel) und ist die gebräuchliche Einheit zur Angabe der Sensor- und Bildauflösung in der Digitalfotografie. Eine einheitliche Abkürzung hat sich noch nicht eingebürgert, gebräuchlich sind sowohl MP als auch Mpx, Mpix und MPixel. Für die Angabe der physikalischen Auflösung zählen die Kamerahersteller jeden Pixel, also jeden rot, blau, grün Sensor eines Bayer-Pattern einzeln. Höhere Bildauflösungen ermöglichen großformatigere Fotoabzüge, da die Anzahl der Bildpunkte pro Fläche größer, also die Rasterung kleiner ist. Entscheidend sind effektive, physikalische Pixel, keine interpolierten. Im Zusammenhang mit der Auflösung interessant ist immer auch die Sensorgröße. Wenn mehr Pixel auf einen Sensor gleicher Größe untergebracht werden, so sind die einzelnen Pixel kleiner und damit weniger lichtempfindlich. Deswegen "rauschen" 6-Mpix-Kompaktkameras stärker als Spiegelreflexkameras mit größerem Sensor. Das fällt vor allem bei höheren Empfindlichkeiten auf (>ISO 100). Entscheidend für die Bildqualität einer Kamera sind in jedem Fall nicht die Pixel allein, sondern das gesamte Aufnahmesystem bestehend aus Optik, Sensor und interner Kamerasoftware. Eine gute 4-Mpix-Kamera kann besser sein als eine schlechte mit 6 Mpix.

Bilder

interpolierten interpolierten In den folgenden zwei Grafiken werden die Auflösungen anschaulich verglichen. Dabei werden die Formate im Maßstab 1:4 und 1:8 überlagert dargestellt, 4:3- und 3:2-Formate sind horizontal beziehungsweise vertikal beschriftet.

Tabellen

Siehe auch: dpi Kategorie:Computergrafik Kategorie:Fototechnik

2004

Ereignisse

Jahreswidmungen

- 2004 ist „Internationales Jahr zum Gedenken an den Kampf gegen die Sklaverei und an ihre Abschaffung“ (UNESCO)
- 2004 ist „Internationales Jahr des Reis“ (UNO)
- 2004 ist „Internationales Jahr der Technik“
- 2004 ist „Internationales Jahr der Erziehung durch Sport“
- Ewe ist Afrikanischer Stamm des Jahres (Ghana, Togo, Benin) (Internationale Stämme Mission)
- Jahreslosung: „Jesus Christus spricht: Himmel und Erde werden vergehen; meine Worte aber werden nicht vergehen.“ (Markus 13:31)
- Das Alpenglöckchen (Soldanella alpina) ist Blume des Jahres (Stiftung Naturschutz Hamburg/Deutschland)
- Der Zaunkönig (Troglodytes troglodytes) ist Vogel des Jahres (NABU/Deutschland)
- Der Echte Hausschwamm (Serpula lacrymans) ist Pilz des Jahres (Deutsche Gesellschaft für Mykologie)
- Die Weißtanne (Abies alba) ist Baum des Jahres (Kuratoriums Baum des Jahres/Deutschland)
- Die Grüne Hohlzunge (Coeloglossum viride) ist Orchidee des Jahres (Arbeitskreis Heimische Orchideen/Deutschland)
- Der Siebenschläfer (Myoxus glis) ist Tier des Jahres (Schutzgemeinschaft Deutsches Wild)
- Der Storchschnabel (Geranium) ist Staude des Jahres (Bund deutscher Staudengärtner)

Natur

- 19. April: Partielle Sonnenfinsternis (südliches Afrika)
- 4. Mai: Totale Mondfinsternis
- 8. Juni: Der erste Venustransit (Sonnendurchgang) seit 1882 ist in Mitteleuropa von 7:20 Uhr bis 13:23 MESZ zu beobachten
- 5. Oktober: In Deutschland wird mit 27,25 °C der wärmste 5. Oktober seit 125 Jahren gemessen
- 11. Oktober: Am frühen Morgenhimmel ist die Venus dem Mond besonders nahe und gut zu beobachten
- 14. Oktober: Partielle Sonnenfinsternis (Nordost-Asien, Nord-Pazifik)
- 28. Oktober: Totale Mondfinsternis
- 5. Dezember: Ein Erdbeben mit Epizentrum in der Gemarkung Waldkirch erschüttert den gesamten südwestdeutschen Raum. Trotz einer Stärke von 5,4 auf der Richterskala kam es nur zu kleineren Sachschäden
- 26. Dezember: Seebeben im Indischen Ozean und Tsunami-Flutwelle. Verheerende Schäden in den Küstenregionen im Golf von Bengalen, Südasien und Südostasien. Siehe Erdbeben im Indischen Ozean 2004

Politik

Januar

- 1. Januar: Joseph Deiss wird Bundespräsident der Schweiz
- 1. Januar: Irland übernimmt von Italien die Präsidentschaft im europäischen Rat
- 1. Januar: Die Mehrwertsteuer wird in Kap Verde eingeführt
- 1. Januar: Der niederländische Außenminister Jaap de Hoop Scheffer wird NATO-Generalsekretär
- 13. Januar: Helmut Kohl erhält den Internationalen Adalbertpreis
- 14. Januar: Óscar Berger Perdomo wird Staatspräsident von Guatemala
- 15. Januar bis 21. Januar: Weltsozialforum im Mumbai, (Indien)
- 16. Januar: Die Außenminister Joschka Fischer (Deutschland), Dominique de Villepin (Frankreich) und Włodzimierz Cimoszewicz (Polen) treffen sich im Rahmen des Weimarer Dreiecks
- 19. Januar: Erste Vorwahl der demokratischen Partei in Iowa, (USA)
- 20. Januar: Mazedonien beschließt per Gesetz die Gründung einer staatlichen Universität in Tetovo
- 21. Januar: