Miese Zeugnisse

Wie effektiv ist die automatische Sensorreinigung?

2007-06-23 Das in Budapest in ungarischer und teilweise englischer Sprache erscheinende Online-Magazin PIXINFO hat in seiner Ausgabe vom 20. März dieses Jahres einen Test von vier unterschiedlichen Staubentfernungssystemen veröffentlicht. Im Review des Autors Róbert Gyula Irházy mit dem Titel "Dust removal systems/sensor cleaning" (siehe weiterführenden Link zum englischsprachigen Text) hat die Redaktion folgende Kameramodelle auf ihre Staubentfernungseffektivität untersucht: Canon EOS-400D, Olympus E-300, Pentax K10D und Sony Alpha A100. Wir bringen den aufschlussreichen Praxistest mit Genehmigung des Herausgebers Pixinfo Kft. hier im Wortlaut ins Deutsche übersetzt. Das Urteil am Ende des Berichts ist deutlich: "Man sollte den Gummiblasebalg gut aufheben, denn er ist nach wie vor das effektivste Werkzeug für die Beseitigung von Staub."  (Jan-Gert Hagemeyer)

Die automatische Reinigung des Sensors ist mittlerweile zu einer Standardfunktion moderner digitaler Spiegelreflexkameras geworden. Zwar werden von den Herstellern unterschiedliche technische Lösungen für die Entfernung der Staubpartikel vom Kamerasensor eingesetzt, dennoch stellen alle saubere, staubfreie Bilder in Aussicht. Sind die Ergebnisse alle gleich gut, und können wir folglich den Gummiblasebalg wegwerfen? Wir (die Redaktion von "Pixinfo", Red.) haben vier verschiedene Typen von Sensorreinigungssystemen geprüft, um festzustellen, welches die Erwartungen am besten erfüllt.

Wenn eine Kamera, die zum Testen vorgesehen ist, bei uns eintrifft, gehen wir sehr behutsam und sorgfältig mit ihr um, um etwaige Beschädigungen zu vermeiden. Es handelt sich ja um teure Gerätschaften, und Reparaturrechnungen können wir uns nicht leisten. Vor zwei Wochen erhielten wir drei Kameras (eine vierte im Test gehörte einem von uns) für einen Test, den die meisten nur ungern zu Hause durchführen würden.

Unser Ziel war es, in einer kontrollierten Umgebung auf die Sensoren der Digitalkameras Staubpartikel aufzubringen und zu testen, wie wirksam die Sensorreinigung sein würde. Es ist bekannt (wenngleich dabei ein wenig übertrieben wird), dass digitale Spiegelreflexkameras sehr anfällig sind für in der Luft herumfliegende Schmutzteilchen. Diese können auf den Sensor gelangen und sind dann, wenn die Bilder mit kleinerer Blende (d. h. hoher Blendenzahl) aufgenommen wurden, als dunkle Punkte zu sehen. Bei weit geöffneter Blende hingegen sind Staubpartikel kein Problem, da die Entfernung zwischen Sensoroberfläche und den Staubkörnchen groß genug ist, den Staub aus der Schärfezone zu bringen. Bei kleinerer Blende (kleiner als Blende 16) verlaufen die Lichtstrahlen parallel und verursachen von den Staubkörnern ausgehende Schattenbildungen. Diese Schatten sind deutlich auf den Bildern zu erkennen. Ab Blende 22 oder kleiner treten die Punkte noch deutlicher hervor. Wie lässt sich dies verhindern, da wir doch nicht immer dasselbe Objektiv benutzen können? Die Kamerahersteller warten mit einfachen Lösungen auf, aber diese müssen erst unseren Test bestehen, um uns überzeugen zu können.

Olympus Ultraschall Reinigungseinheit [Foto: Olympus] Wie automatische Sensorreinigung funktioniert: Der erste Hersteller, der eine automatische Sensoreinigung in einer DSLR anbot, war Olympus. Der Supersonic Wave Filter (Ultraschall-Filter, d. Ü.) wurde zum Standard-Ausstattungsmerkmal aller FourThirds-Systeme. Er funktioniert so, dass eine dünne Folie vor dem Sensor mit Ultraschallwellen (über 20 kHz) durchgerüttelt wird und die herabfallenden Staubpartikel auf einer Staubauffang-Einheit gesammelt werden. Dies geschieht jedes Mal, wenn die Kamera eingeschaltet oder diese Funktion über das Menü aktiviert wird. Der Staubauffang sollte nach einigen Jahren ausgetauscht werden, damit das System wirksam bleibt.

Für lange Zeit war Olympus der einzige Hersteller, der ein Sensorreinigungssystem anbot. Da es keine Konkurrenz gab, bestand auch keine Möglichkeit und kein Grund, einen Vergleichstest durchzuführen. Obgleich wir niemals das Sensorreinigungs- bzw. Staubabschüttelungssystem von Olympus genauer überprüft haben, hatten wir doch hinsichtlich Staubverschmutzung nie ein Problem mit Olympus-Kameras. Dasselbe kann nicht von den Kameras anderer Hersteller gesagt werden, obwohl wir für unsere Tests gewöhnlich immer staubfreie, saubere Kameras erhielten.

Olympus verlor seine Vorreiterrolle bei der automatischen Sensorreinigung, als Sony die digitale Spiegelreflexkamera Sony Alpha DSLR-A100 im Juni 2006 ankündigte. Diese Kamera verfügte über die CCD-shift-Technologie (ursprünglich von Konica Minolta entwickelt) für die Reinigung des Kamerasensors: In der Kamera wird nun der Sensor selbst (und nicht eine dünne Folie) mit einer höheren Amplitude und niedrigeren Frequenz durchgerüttelt (wir haben es nicht gemessen, aber sie liegt im 100Hz-Bereich, weit vom Ultraschallbereich entfernt). Um diesen Prozess zu unterstützen, überzog Sony den Sensor mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung, die elektrostatische Aufladung verringert.


Wenig später folgte Canon mit der EOS-400D, die auch eine Lösung des Staubpartikelproblems versprach. Die Presseankündigung deutete auf eine Technologie hin, die dem Olympus SWF-System zu gleichen schien. Der Filter vor dem Sensor wird auf piezoelektrischem Wege durchgerüttelt, so dass die Staubteilchen vom Sensor herunterfallen. Der zweite Schritt bei der Lösung von Canon besteht darin, dass anhaftende Staubteilchen automatisch mittels Software erkannt, in den EXIF-Daten der Bilder gespeichert und später von den Bildern (sogar bei RAW-Dateien) per DPP beseitigt werden. Dieses System firmiert unter "Canon EOS Integrated Cleaning System". Ein Video zur Illustration der Funktion gibt es bei YouTube (siehe weiterführenden Link) und wurde zwar gut von der Marketingabteilung lanciert, der Beweis für die Wirksamkeit steht aber noch aus.

Der letzte Hersteller eines Reinigungssystems, der noch genannt werden muss, ist Pentax. Die Funktionsweise, die in der Pentax K10D zum Einsatz kommt, ähnelt etwas der in der Sony DSLR-A100 Verwendeten. Der Kamerasensor ist mit der CCD-shifting Funktion ausgestattet, die auch für die Sensorreinigung genutzt werden kann.

Kameras von Sigma haben einen Schutzfilter vor dem Umlenkspiegel, damit die Staubpartikel erst gar nicht ins Innere der Kamera gelangen können. Die Beispielfotos des Herstellers, die wir bisher zu sehen bekamen, haben uns jedoch nicht von der Effektivität dieses Wegs überzeugen können. 

 Olympus E-300 Canon EOS 400D Sony Alpha 100 Pentax K10D
Reference Olympus E-300 - Reference  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - Reference [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - reference  [Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - reference  [Foto: pixinfo.com]
Dusting Olympus E-300 - dusting  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - dusting [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - dusting  [Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - dusting  [Foto: pixinfo.com]
2nd cleaning Olympus E-300 - 2nd cleaning  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - 2nd cleaning  [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - 2nd cleaning  [Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - 2nd cleaning  [Foto: pixinfo.com]
25th cleaning Olympus E-300 - 25th cleaning  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - 25th cleaning  [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - 25th cleaning  [Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - 25th cleaning [Foto: pixinfo.com]
2nd blowing Olympus E-300 - 2nd blowing  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - 2nd blowing  [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - 2nd blowing  [Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - 2nd blowing [Foto: pixinfo.com]
Final Olympus E-300 - Final  [Foto: pixinfo.com] Canon EOS 400D - final  [Foto: pixinfo.com] Sony Alpha 100 - final[Foto: pixinfo.com] Pentax K10D - final [Foto: pixinfo.com]

Aufgrund der Kooperation zwischen Olympus und Panasonic bei der Entwicklung des FourThirds-Systems kommt in der Lumix DMC-L1 dieselbe Supersonic Wave Filter-Technologie zum Einsatz wie in allen Digitalkameras von Olympus. Aus einem ähnlichen Grund ist die einzige Kamera von Samsung mit automatischer Sensorreinigung mit demselben System ausgestattet wie die K10D von Pentax. Gegenwärtig lassen nur Kameras von Nikon, Fujifilm und Kodak (der letztgenannte Hersteller bietet zurzeit gar keine digitale Spiegelreflexkamera an) diese nützliche Funktion vermissen.

Canon EOS Integrated Cleaning System (ICS), Schema [Foto: Canon] Zum Ablauf des Sensorreinigungs-Tests: Nach diesem kurzen Überblick wollen wir nun die Testkandidaten vorstellen. Es wird ebenfalls erklärt, was während des Testdurchlaufs geschah. Uns standen vier Kameras verschiedener Hersteller zur Verfügung: die Canon EOS-400D, die Olympus E-300, die Pentax K10D und die Sony Alpha A100. Am Beginn des Tests fand eine sorgfältige manuelle Reinigung der Kamerasensoren statt, da nicht jede Kamera mit einem sauberen Sensor bei uns eintraf. Danach nahmen wir mit jeder Kamera ein Referenzbild auf, damit wir ein Foto von einem sauberen (oder annähernd sauberen) Kamerasensor hatten. Anscheinend ist der Sensor der Canon EOS-400D statisch aufgeladen, denn wir konnten nicht allen Staub mit einem Gummiblasebalg beseitigen. Die Referenzbilder sind weiter unten zu sehen.

Der zweite Schritt bestand in der Verunreinigung (und nicht der Reinigung) der Sensoren. Wir verriegelten die Spiegel und ließen die Kameras mit hochgeklappten Spiegeln einige Minuten auf dem Rücken liegen. Die Luft verunreinigten wir absichtlich so mit Staub, dass die Sensoren alle gleichmäßig mit Schmutzteilchen "berieselt" wurden. Da wir die Olympus E-300 und die Sony Alpha DSLR-A100 nicht einschalten konnten, ohne den Reinigungsvorgang zu initiieren, schalteten wir die auf dem Rücken liegenden Kameras ein. So konnten wir mit allen Kameras die ersten Aufnahmen machen, ohne dass die Sensoren auch nur einmal gereinigt wurden. Die in diesem Teststadium aufgenommenen Bilder der Kameras haben wir als "verstaubt" (im Bild mit "dusting" bezeichnet) gekennzeichnet.

Nun begann der spannende Teil des Tests. Wir brachten alle Kameras in Normalposition (auf dem Kameraboden stehend, in der Ausrichtung Querformat) und ließen sie zwei Sensorreinigungen ausführen (d.h. wir schalteten sie zweimal ein und wieder aus). Die Bilder, die nach der zweiten Reinigung aufgenommen wurden, haben wir als "zweimal gesäubert" (im Bild "2nd cleaning") bezeichnet. Weil ein oder zwei Reinigungszyklen in diesem Test nicht sehr aussagekräftig gewesen wären, haben wir danach den Reinigungsprozess mit jeder Kamera 23-mal wiederholt. Wir sind der Überzeugung, dass man die Effektivität des Reinigungsvorgangs nach insgesamt je 25 Durchläufen hinreichend beurteilen kann. Die entsprechenden Testbilder haben wir "25. Reinigung" (im Bild "25th cleaning") genannt. Da bei einigen Kamerasystemen der Reinigungsprozess nicht zufriedenstellend verlief, kam unser guter alter Gummiblasebalg zweimal zum Einsatz (bei hochgeklapptem Spiegel, Objektivöffnung nach unten, Luftstrom auf den Sensor gerichtet). Diese Bilder nannten wir "2. Reinigung mit Luft" (im Bild "2nd blowing").

Wenn wir zu anderen Zeiten einige Schmutzpartikel auf dem Sensor haben, reicht normalerweise ein zweimaliges Pusten mit dem Gummiblasebalg aus, um die Plagegeister zu vertreiben. Diesmal befand sich aber deutlich mehr Staub auf den Sensoren. Die Bilder mit der Bezeichnung "Endergebnis" (im Bild "final") wurden nach einem intensiven Reinigungsgang mit einer Reinigungsflüssigkeit (99 % Ethylalkohol) aufgenommen.

Zur Wirksamkeit der automatischen Sensorreinigung: Bei der Auswertung der oben dargestellten Ergebnisse können wir nur bestätigen, dass Olympus eine einigermaßen effektive Lösung anbietet. Schauen wir uns alles noch einmal näher an:

Canon EOS 400 [Foto: MediaNord] Canon EOS-400D Eigentlich haben wir uns einiges vom Canon-Reinigungssystem versprochen, weil es dem von Olympus Verwendeten sehr ähnlich ist. Wir nehmen an, dass der Staub nicht vom Sensor der Kamera fiel, weil dieser elektrostatisch aufgeladen war. Wir sehen, dass die ersten beiden Reinigungszyklen etwa ein halbes Dutzend Staubpartikel entfernt haben, aber das zählt fast nicht im Vergleich mit der Gesamtzahl von insgesamt über 500 Partikeln. Nach dem zweiten Reinigungsdurchgang fielen keine Partikel mehr vom Sensor herunter.

Obwohl das System einiges verspricht, arbeitet es nicht so effektiv wie erwartet, wenn der Kamerasensor statisch aufgeladen ist. Wir wissen nicht, wie sich diese Aufladung vermeiden lässt, aber der Hersteller sollte sich dieses Problems in Zukunft annehmen. Wir schätzen, dass der Wirksamkeitsgrad bei etwa 5 % liegt. Mit unserem Gummiblasebalg konnten wir die meisten Staubpartikel wegblasen, aber die Canon Kamera ließ nach der Reinigung mit Druckluft (Blasebalg) noch die größte Sensorverschmutzung erkennen, was unsere Hypothese unterstützt, die elektrostatische Aufladung könnte hier das Problem verschärfen.

Olympus E-300 Das Reinigungssystem, das zuerst auf dem Markt eingeführt worden Olympus E-300  [Foto: MediaNord] war, schien ganz gut zu funktionieren. Wir konnten feststellen, dass die Staubpartikel bei diesem Kamerasystem weniger deutlich zu sehen waren und die Sensorreinigung effektiver war als bei den anderen drei Kameras. Die Verschmutzungen sind weniger sichtbar, weil der Sensor kleiner ist und wohl auch die Schutzfolie weiter entfernt vom Sensor angebracht ist als bei den anderen Kameras.

Obwohl das Resultat des zweiten Reinigungsdurchgangs nicht sehr überzeugend war, hatte sich die Zahl doch um mehr als 30 Punkte verringert. Wir hatten gehofft, in den ersten zwei Reinigungszyklen mehr Staub los zu werden. Nach 25 Reinigungszyklen war mehr als die Hälfte der Staubteilchen verschwunden. Denken wir daran, dass sich im normalen Alltag niemals mehr als 3-4 Staubteilchen zugleich auf dem Sensor befinden werden, scheint das System ganz gut zu funktionieren (seit die Olympus E-300 bei uns eintraf, hatten wir keine Probleme mit einem verschmutzten Sensor). Diese Kamera hat die besten Resultate geliefert, und die Aufgabe der Staubpartikelbeseitigung ist etwa zu 50 % erfüllt worden. Wir konnten den Sensor ganz gut mit dem Gummiblasebalg säubern, aber 20-30 Staubteilchen blieben übrig. Ob dafür auch wieder eine elektrostatische Aufladung verantwortlich ist, wissen wir nicht.

Pentax K10D [Foto: MediaNord] Pentax K10D Einer der Gründe für diesen Test war die schlechte Erfahrung, die wir mit dem Reinigungssystem einer Pentax K10D gemacht hatten, die wir zu Testzwecken erhalten hatten. Obwohl die Amplitude, mit der der Sensor durchgeschüttelt wird, recht hoch ist (man fühlt die Schwingungen in der Hand), ist die Schwingungsfrequenz ziemlich niedrig.

Nach dem zweiten Reinigungszyklus befanden sich zu unserer Überraschung mehr Staubpartikel auf dem Bild als vor der Reinigung. Dies könnte von Staubteilchen im Spiegelkasten herrühren. Eines steht jedoch fest: Das System arbeitet nicht so wie verheißen. Selbst nach dem 25. Reinigungszyklus waren noch alle Staubteilchen vorhanden. Trotz aller Anstrengungen war keinerlei Verbesserung zu bemerken. Das Reinigungssystem der Pentax versagte vollständig: Effektivität gleich Null. Nach dem Einsatz des Gummiblasebalgs blieben etwa ein Dutzend Schmutzteilchen übrig. Dies lässt darauf schließen, dass die Sensoroberfläche nicht elektrostatisch aufgeladen ist, und enttäuscht uns sogar noch mehr.

Sony Alpha 100 Nachdem wir letztes Jahr gesehen hatten, welche Ergebnisse die Sony Alpha 100 [Foto: MediaNord] Pentax K10D uns bescherte, erwarteten wir vom Sony-Reinigungssystem nicht allzu viel. Leider trogen diese pessimistischen Vorahnungen nicht. Die ersten beiden Reinigungsdurchgänge führten zu mehr Staubpartikeln auf dem Sensor, wie bereits bei der Pentax K10D festgestellt. Nach der 25. Reinigung konnten wir genau so viele Partikel zählen wie nach dem zweiten Durchgang. Effektivität gleich Null. Der Gummiblasebalg zeigte wieder eine gute Leistung, denn es blieben nur etwa zwei Dutzend Schmutzpartikel auf dem Sensor zurück. Wahrscheinlich ist der Sensor nicht statisch aufgeladen und die Spezialbeschichtung der Sensorenoberfläche ist demnach kein Marketing-Gag.

Fazit An der Effektivität gemessen, ergibt sich folgende Reihenfolge:

  1. Olympus: gut
  2. Canon: unzureichend (hat uns enttäuscht)
  3. Pentax und Sony: unbrauchbar (hat uns enttäuscht)

Will man sich eine Kamera zulegen, sollte das Kriterium Sensorreinigungssystem in der Prioritätenliste nur eine untergeordnete Rolle spielen. Wenn aber Sensorreinigung bzw. Staubentfernung ein wesentliches Moment bei der Entscheidungsfindung ist, verengt sich das Angebot auf Kameras von Olympus und Panasonic.

Wir vermuten, dass man mit Canon Kameras bessere Ergebnisse erzielen könnte, wenn der Sensor nicht elektrostatisch aufgeladen wäre; setzt man voraus, dass das Problem wirklich hier liegt, muss man bei Canon einen Weg finden, diese Aufladung zu beseitigen. Wenn das Reinigungssystem so unzuverlässig funktioniert, ist das EOS-ICS nichts weiter als ein Marketing-Instrument. Im Falle von Sony, Pentax und Samsung kann man ruhig sagen, dass die Reinigung so gut wie gar nicht funktioniert. Unsere Schlussfolgerung: Man sollte den Gummiblasebalg gut aufheben, denn er ist nach wie vor das effektivste Werkzeug für die Beseitigung von Staub.

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