Sensorgröße bei Überwachungskameras: Warum 1/1,8″ oft besser ist als viele Megapixel

Die Physik hinter dem Pixel: Warum Fläche Licht bedeutet

Jeder Kamerasensor besteht aus Millionen lichtempfindlicher Photodioden (Pixeln). Trifft Licht auf den Sensor, erzeugen diese Pixel eine elektrische Ladung. Je größer die Fläche eines einzelnen Pixels (der sogenannte Pixel-Pitch in Mikrometern), desto mehr Photonen kann es in derselben Verschlusszeit einfangen. Mehr Photonen bedeuten ein stärkeres Nutzsignal und weniger Verstärkungsrauschen.

Wird dieselbe Auflösung von acht Megapixeln (4K) auf einen kleinen 1/2.8″-Sensor und einen großen 1/1.8″-Sensor gepackt, schrumpft die Einzelfläche drastisch:

Ein 1/1.8″-Sensor fängt bei gleicher Auflösung mehr als die doppelte Menge Licht ein wie ein 1/2.8″-Sensor. Das entscheidet bei Nacht über Brauchbarkeit oder Datenmüll.

Das Dämmerungs-Problem: Bewegungsunschärfe und Rauschfilter

Bei Tag merkt man den Unterschied kaum: Es gibt reichlich Sonnenlicht, der Sensor arbeitet auf niedrigster Verstärkung (ISO) und kurzen Belichtungszeiten. Bei Nacht versucht die Kameraelektronik jedoch, das fehlende Licht auszugleichen. Dafür hat sie zwei fatale Hebel:

• Verstärkung (Gain) hochdrehen: Das Sensorsignal wird elektronisch verstärkt. Dadurch wird auch das Bildrauschen vervielfacht, feine Gesichtsmerkmale gehen im Rauschmuster unter.
• Belichtungszeit verlängern: Statt mit 1/100 Sekunde belichtet die Kamera plötzlich mit 1/25 oder 1/12 Sekunde. Das Ergebnis ist massive Bewegungsunschärfe. Eine gehende Person wird zu einem unkenntlichen Wischfleck.
• Digitale Rauschunterdrückung (DNR): Aggressive Filter glätten das Rauschen glatt, bügeln dabei aber Hautstrukturen, Augenpartien und Kanten restlos weg.

Das geforderte Schutzziel nach DIN EN 62676-4 mag auf dem Papier erreicht sein – durch Bewegungsunschärfe und Rauschfilter ist die Identifizierung vor Gericht dennoch unmöglich.

Wann reicht 1/2.8″ und wann muss es 1/1.8″ sein?

Nicht jede Kameraposition benötigt einen teuren Großsensor. Die Wahl des Sensorformats hängt unmittelbar von Umgebungslicht und Einsatzzweck ab:

• 1/3″ bis 1/2.8″: Perfekt für dauerhaft gut beleuchtete Innenräume wie Verkaufsräume, Büros, Treppenhäuser oder Kassenbereiche mit konstanter Beleuchtung.
• 1/1.8″: Der professionelle Standard für unbeleuchtete Außenbereiche, Parkplätze, Werkszufahrten und Hallen mit wechselnden Lichtverhältnissen.
• 1/1.2″ bis 1″: Spezialanwendungen, bei denen auf Zusatzscheinwerfer verzichtet werden muss (Vollfarb-Nachtsicht) oder hohe Verschlusszeiten bei schnellen Fahrzeugen gefordert sind.

Oft ist eine 4-Megapixel-Kamera auf einem 1/1.8″-Sensor einer 8-Megapixel-Kamera auf einem 1/2.8″-Sensor bei Nacht haushoch überlegen – weil ihre Pixel viermal so viel Licht sammeln.