Elektronischer Verschluss - Lösung für Blitzsynchro-Problem

weil es in einem anderen thread OT war, möchte ich es gerne hier diskutieren.

Also: Mir geht es enrom auf den zeiger, dass die kürzeste Blitzsynchronisationszeit je nach Kamera nur 1/200, 1/250 oder äusserstenfalls 1/500 ist. Ich bin mittlerweile zu relativ häufigem Aufhellblitzen im Av-Modus (also Blende vorwählen, Kamera-Automatik sucht passende Zeit dazu) übergegangen - oft mit weit offener Blende. Dank E_TTL2 eine super Sache, aber nur solange ich nicht die blinkende Zeit im Sucher übersehe (bei mir mit 400D = 1/200) - dann wird nämlich die Blitzsynchronisationszeit unterschritten. Und die Bilder (krass) überbelichtet.

Ich weiss, dass es HSS (HiSpeed-Blitzsynchronisation) gibt, aber das will ich nicht, weil ich den Aufhellblitz auch outdoor über relativ grosse Entfernungen einsetze und dann liefert mein 430EX (und auch ein 580EX) nicht mehr genug Power.

Was ich also - bei meiner nächsten, übernächsten? - Kamera gern hätte, ist ein Verschluss, bei dem ich bis zu 1/4000s oder auch 1/8000s ohne Aufpassen synchron blitzen kann.

Ich frage also, könnte ein elektronischer Verschluss statt einem mechanischen (Schlitzverschluss mit 2 Vorhängen als Wurzel des Problems) die Lösung bringen?

Die Nikon D70 hat ja z.B. offenbar eine Kombination aus elektronischem und mechanischem Verschluss. Ich habe aber keine Ahnung, a) wie das System genau funktioniert und b) warum davon bei den nachfolgern der D70 wieder abgegangen wurde.

Und ob c) ein neuartiges elektronisches Verschluss-System vorstellbar ist, das um nicht (viel) mehr Geld als das mechanische System präzise Zeiten bis 1/4000 oder 1/8000s ohne wahrnehmbare Auslöseverzögerung hinkriegt, lange hält und den Sensor "als ganzes" belichtet (z.B. durch ein- und ausschalten), sodass die Blitzsynchro bei jeder Verschlusszeit möglich ist.

gns schrieb:

Die Nikon D70 hat ja z.B. offenbar eine Kombination aus elektronischem und mechanischem Verschluss. Ich habe aber keine Ahnung, a) wie das System genau funktioniert und b) warum davon bei den nachfolgern der D70 wieder abgegangen wurde.

Und ob c) ein neuartiges elektronisches Verschluss-System vorstellbar ist, das um nicht (viel) mehr Geld als das mechanische System präzise Zeiten bis 1/4000 oder 1/8000s ohne wahrnehmbare Auslöseverzögerung hinkriegt, lange hält und den Sensor "als ganzes" belichtet (z.B. durch ein- und ausschalten), sodass die Blitzsynchro bei jeder Verschlusszeit möglich ist.

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a) es handelt sich um einen interline-CCD, bei dem ein elektronischer Verschluß dadurch ermöglicht wird, dass die Ladungen einer Zeile auf ein Signal hin in eine (abgedunkelte) Nachbarzeile verschoben und von dort aus erst ausgelesen werden.

b) interline-Architekturen haben das Problem des Sensor-Smears, d.h. bei Bildern z.B. direkt in die Sonne kommen unschöne Artefakte zustande.

c) Frank Klemm hat mich gerade neulich darüber aufgeklärt: die Lösung könnte eine Frame Interline Transfer-CCD (FIT-CCD) Architektur sein:
http://de.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_Device#Frame_Interline_Transfer-CCD_.28FIT-CCD.29

Die Frage ist, wie so eine Verschluss aussehen würde. Bei den Kompakten digitalen ist das ja in der Regel eine Kombination aus "elektronischem" (was auch immer das ist) und Zentralverschluss. Zentralverschlüsse synchronisieren ja Prinzipbedingt auf allen Zeiten, dafür sind sie generell etwas langsamer (bis etwa 1/1000s). Nur kann man Zentralverschlüsse auf den üblichen KleinbildSLRs gleich vergessen, weil der Verschluss in oder direkt hinter dem Objektiv sitzen muss...
Inwiefern das mit dem Sensor "Ein- und Ausschalten" funktioniert weiss ich nicht. Das Problem dort dürfte sein, dass man zwar vielleicht sämtliche Pixel gleichzeitig entladen kann. Aber alle gleichzeitig Auslesen dürfte schwierig sein, oder?

Zusammenfassung:
* derzeit ist ein mechanischer (Schlitz-) Verschluss in Summe aller Eigenschaften noch immer das beste mit aktueller Technik realisierbare Verschlusssystem bei (D)SLRs
* kein struktureller technischer Fortschritt seit was - ca. 50 jahren? - fast unglaublich angesichts der sonst so rapiden technischen Entwicklung!
* und fast noch unglaublicher, ein technologischer Durchbruch zu dem Thema scheint auch keineswegs in Kürze bevorzustehen

auf gut Deutsch: auch meine nächsten beiden DSLR Bodies werden mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit noch immer mechanische Schlitzverschlüsse haben.

An sich wäre es mir egal, aber das mit der Blitzsynchro finde ich ein bisschen lästig - und "unelegant" - schade.

gns schrieb:

* derzeit ist ein mechanischer (Schlitz-) Verschluss in Summe aller Eigenschaften noch immer das beste mit aktueller Technik realisierbare Verschlusssystem bei (D)SLRs
* kein struktureller technischer Fortschritt seit was - ca. 50 jahren? - fast unglaublich angesichts der sonst so rapiden technischen Entwicklung!

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Naja, der Technische Fortschritt hat vor den Schlitzverschlüssen nicht halt gemacht. Damals (tm) hatte man noch horizontal ablaufende Tuchschlitzverschlüsse, die zwischen 1/30 und 1/60 Synchronisieren konnten und sowieso nicht schneller als 1/1000s belichten konnten. Dann kamen vertikal Ablaufende Metalllamellenverschlüsse (wie sie heute eigentlich auch noch üblich sind). Diese wurden dabei natürlich auch immer schneller. Der Schnellste Schlitzverschluss einer SLR den es gab/gibt, wurde in die Minolta 9xi bzw. in überarbeiteter Version auch in die Minolta Dynax 9 verbaut. Dort bestehen die Lamellen aus kohlefaserverstärktem Epoxydharz, was diese leicht und robust genug machte, um den Verschluss auf 1/300 Sync. und 1/12000 Verschlusszeit zu steigern. Die Nachfrage nach weiterer Steigerung ist vermutlich einfach zu klein.

Was ich bei den Interline-CCDs nicht verstehe, ist die Dimensionierung der Zwischenspeicherzelle. Ich will eine möglichst große Pixelfäche, da sie neben dem Lichtsammelvermögen auch die Größe der maximal speicherbaren Ladung fest legt. Wie soll jetzt diese ansehnliche Ladung von ein paar 10000 Elektronen in die kleine Speicherzelle passen? Wenn das so einfach ist, dann könnte ich mit der gleichen Methode ja auch die Kapazität der normalen lichtempfindlichen Pixel nahezu beliebig erweitern.

Mh, wenn Verschlußseitig nichts zu machen ist, könnte man doch das Pferd von hinten aufzäumen und den Blitz verändern...

...so wie ich das verstanden habe, ist die Wurzel allen Übels ja die zu kurze Leuchtdauer eines handelsüblichen Elektronenblitzgerätes, so daß bei einem Schlitzverschluß nur ein Teil des Bildes ausgeleuchtet wird.

Wenn man jetzt einen Blitz konstruieren würde, der eine längere Leuchtdauer besitzt (vielleicht über ein anderes Gasgemisch in der Blitzröhre oder so) müßte das Problem doch auch gelöst sein, oder nicht? - Der Blitz müßte doch einfach nur so lange leuchten, bis der Schlitzverschluß einmal über's Bild gelaufen ist.

Mi67 schrieb:

a) es handelt sich um einen interline-CCD, bei dem ein elektronischer Verschluß dadurch ermöglicht wird, dass die Ladungen einer Zeile auf ein Signal hin in eine (abgedunkelte) Nachbarzeile verschoben und von dort aus erst ausgelesen werden.

b) interline-Architekturen haben das Problem des Sensor-Smears, d.h. bei Bildern z.B. direkt in die Sonne kommen unschöne Artefakte zustande.

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Nicht unbedingt.
Du kannst mit dem Auslesen warten, bis der mechanische Verschluß zu ist.
Dann treten keine Artefakte an extrem hellen Strukturen auf.

toocool schrieb:

Mh, wenn Verschlußseitig nichts zu machen ist, könnte man doch das Pferd von hinten aufzäumen und den Blitz verändern...

...so wie ich das verstanden habe, ist die Wurzel allen Übels ja die zu kurze Leuchtdauer eines handelsüblichen Elektronenblitzgerätes, so daß bei einem Schlitzverschluß nur ein Teil des Bildes ausgeleuchtet wird.

Wenn man jetzt einen Blitz konstruieren würde, der eine längere Leuchtdauer besitzt (vielleicht über ein anderes Gasgemisch in der Blitzröhre oder so) müßte das Problem doch auch gelöst sein, oder nicht? - Der Blitz müßte doch einfach nur so lange leuchten, bis der Schlitzverschluß einmal über's Bild gelaufen ist.

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Du beschreibst gerade ziemlich exakt die Funktionsweise der Highspeed-Synchronisation.

Nachteil dabei: Da hierbei viel Licht auf die gerade ablaufenden Vorhänge des Schlitzverschlusses und nicht auf den Sensor fällt, ist die Blitzreichweite gegenüber der vollen Synchronisation eben bei kürzeren Verschußzeiten immer deutlicher vermindert.

Nightshot schrieb:

Was ich bei den Interline-CCDs nicht verstehe, ist die Dimensionierung der Zwischenspeicherzelle. Ich will eine möglichst große Pixelfäche, da sie neben dem Lichtsammelvermögen auch die Größe der maximal speicherbaren Ladung fest legt. Wie soll jetzt diese ansehnliche Ladung von ein paar 10000 Elektronen in die kleine Speicherzelle passen? Wenn das so einfach ist, dann könnte ich mit der gleichen Methode ja auch die Kapazität der normalen lichtempfindlichen Pixel nahezu beliebig erweitern.

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Ja, bei der Interline-Architektur ist die Photonen-wandelnde Fläche i.d.R. deutlich kleiner als bei der Full-Frame-Architektur. Es sinkt damit auch die full-well-capacity, also die Zahl der maximal speicherbaren Ladungstrennungen. Dies äussert sich dann in einer reduzierten Dynamik bei niedrigen ISO-Werten. Bei hohen ISO-Werten ist der Unterschied bei gutem Mikrolinsendesign nicht mehr so dramatisch.

Es hat also schon einen einfachen technischen Grund, warum die Canon 1D (die 4 MP "ur-1D") und die Nikon D70 als niedrigsten ISO-Wert die ISO-200 und nicht ISO-100 haben.

toocool schrieb:

Mh, wenn Verschlußseitig nichts zu machen ist, könnte man doch das Pferd von hinten aufzäumen und den Blitz verändern...

...so wie ich das verstanden habe, ist die Wurzel allen Übels ja die zu kurze Leuchtdauer eines handelsüblichen Elektronenblitzgerätes, so daß bei einem Schlitzverschluß nur ein Teil des Bildes ausgeleuchtet wird.

Wenn man jetzt einen Blitz konstruieren würde, der eine längere Leuchtdauer besitzt (vielleicht über ein anderes Gasgemisch in der Blitzröhre oder so) müßte das Problem doch auch gelöst sein, oder nicht? - Der Blitz müßte doch einfach nur so lange leuchten, bis der Schlitzverschluß einmal über's Bild gelaufen ist.

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und was machen die highspeed synchronisations blitze denn??

mein ex 430 kann das schon

der stef

stefpappie schrieb:

und was machen die highspeed synchronisations blitze denn??

mein ex 430 kann das schon

der stef

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Nein, kann er nicht - Die HSS-Blitze blitzen MEHRMALS in schneller Folge hintereinander mit reduzierter Leistung (damit die Blitzfolge gehalten werden kann) um alles aufzuhellen. Ich rede hingegen von einer verlängerten LeuchtDAUER und nicht von einem Strobo-mode.....

Mi67 schrieb:

Du beschreibst gerade ziemlich exakt die Funktionsweise der Highspeed-Synchronisation.

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Tu ich das? - Ich dachte bisher immer, daß die HSS-Blitze in sehr schneller Folge, also quasi im Strobo-Modus, ganz viele Blitze hintereinander loslassen. Ich meinte das aber vielmehr so, daß man die LeuchtDAUER einer einzelnen Blitzentladung irgendwie verlängert, vielleicht durch ein anderes Gas in der Blitzröhre oder sowas....

hm...fotografierst du draussen in der grellen mittagsonne?
ich hatte mit meinem 420EX, selbst wenn ich mit dem 135mm L ganzkörperaufnahmen mache, noch keinerlei probleme was die leistung im hss modus angeht

Digi schrieb:

hm...fotografierst du draussen in der grellen mittagsonne?
ich hatte mit meinem 420EX, selbst wenn ich mit dem 135mm L ganzkörperaufnahmen mache, noch keinerlei probleme was die leistung im hss modus angeht

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Es geht hier nicht um ein konkretes fotografisches Problem. Dann dürfte ich z.B. garnicht mitreden, da ich erklärter Blitzmuffel bin und noch nie einen Blitz außerhalb eines Gebäudes benutzt habe

Es geht hier nur um grundsätzliche technische Gegebenheiten und da ist es nunmal tatsächlich so, daß bei HSS die Leitzahl deutlich reduziert ist. Würde man jedoch einen Blitz konstruieren, der bei HSS nciht mehrmals blitzt, sondern bei dem die Entlasung einfach LÄNGER dauert, dann wäre das Problem weitestgehend behoben.

toocool schrieb:

Es geht hier nur um grundsätzliche technische Gegebenheiten und da ist es nunmal tatsächlich so, daß bei HSS die Leitzahl deutlich reduziert ist. Würde man jedoch einen Blitz konstruieren, der bei HSS nciht mehrmals blitzt, sondern bei dem die Entlasung einfach LÄNGER dauert, dann wäre das Problem weitestgehend behoben.

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Eben nicht. Wir der Blitz geladen, so läd er seinen Kondensator bis zur maximalen Spannung auf. In Kondensator ist jetzt eine genau definierte Energiemenge gespeichert, über die der Blitz nun verfügen kann. Blitzt er nur kurz, so kann er seine ganze Energie in dem kurzen Zeitintervall los werden, die Blitzleistung ist hoch. Ist die Leuchtdauer lang, so muss er sich seine gespeicherte Energie einteilen und kann nur mit geringerer Leistung blitzen. Ob er nun Stroboskop blitzt oder mit langer Leuchtdauer, ist für die Energiebilanz egal.

In der Physik gibt es eine etwas stiefmütterlich behandelte Größe namens Wirkung. Die Wirkung ist Energie*Zeit und hat als Einheit Joule*Sekunde. Welche Wirkung ein Blitz hat, ist durch seine Leitzahl [indirekt über seine gespeicherte Energiemenge] bestimmt. Ist der Verschluss lange genug auf, dass er die ganze Leuchtdauer ausnützt, so ist die Wirkung immer gleich, egal wie lange die Blitzdauer ist. Blendet der Verschluss einen Teil der Leuchtdauer ab, so sinkt die Wirkung zwangsläufig ab.

toocool schrieb:

Tu ich das? - Ich dachte bisher immer, daß die HSS-Blitze in sehr schneller Folge, also quasi im Strobo-Modus, ganz viele Blitze hintereinander loslassen. Ich meinte das aber vielmehr so, daß man die LeuchtDAUER einer einzelnen Blitzentladung irgendwie verlängert, vielleicht durch ein anderes Gas in der Blitzröhre oder sowas....

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Wie lange muss der Blitz denn leuchten? Exakt so lange, wie das Zeitintervall vom Start des 1. Verschlußvorhanges bis zum Stopp des 2. Vorhanges dauert, also ca. 10-12 ms. Über diese Zeit muss die Lichtenergie zudem konstant sein, da man sonst lustige horizontale Licht/Schattenstreifen auf dem Bild hätte. Mit einem lediglich verlängerten Einzelblitz wäre es daher nicht getan. Die Strobo-Lösung ist hierfür nun mal die optimale Lösung. Wenn die Blitzleistung hierbei zu niedrig sein sollte, dann liegt dies an der Dimensionierung des Gesamtsystems. Ergo kann man eine höhere HSS-Blitzleistung nur mit *noch* stärkeren Blitzröhren/-geräten oder auch mit Parallelschaltung mehrerer Blitzgeräte erzielen. Eine Alternative, wie man auch ohne Xenon-Blitzlampe ein "konstant helles Dauerlicht für 10-12 ms" mit Tageslicht-ähnlicher Farbtemperatur erzeugen könnte, ist mir nicht bekannt.

BTW, So sieht das Ganze in der Realität dann aus:
https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=84638&highlight=E-TTL
bzw. Direktlink:
http://iapf.physik.tu-berlin.de/jbohs/dforum/micha67/ettl/index.html

toocool schrieb:

Es geht hier nur um grundsätzliche technische Gegebenheiten und da ist es nunmal tatsächlich so, daß bei HSS die Leitzahl deutlich reduziert ist. Würde man jedoch einen Blitz konstruieren, der bei HSS nciht mehrmals blitzt, sondern bei dem die Entlasung einfach LÄNGER dauert, dann wäre das Problem weitestgehend behoben.

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Nö, die Zeitanteile während der Belichtung, bei denen Die Blitzenergie auf die Vorhangslamellen statt auf den Sensor schmettert, nimmt bei HSS und kürzeren Belichtungszeiten einfach zu - egal ob Stroboblitz oder "Langzeitentladungsblitz".

Als Lösung kommt also nur eines in Betracht: Blitz noch größer dimensionieren, damit die LZ zumindest noch halbwegs hoch bleibt.

Mi67 schrieb:

Nö, die Zeitanteile während der Belichtung, bei denen Die Blitzenergie auf die Vorhangslamellen statt auf den Sensor schmettert, nimmt bei HSS und kürzeren Belichtungszeiten einfach zu - egal ob Stroboblitz oder "Langzeitentladungsblitz".

Als Lösung kommt also nur eines in Betracht: Blitz noch größer dimensionieren, damit die LZ zumindest noch halbwegs hoch bleibt.

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Wieso?
Man braucht nur das zu belichten, was auch gerade zur Belichtung beiträgt.
Der extremeste Fall ist das punktweise Abrastern.
Noch gibt's von der Bundesregierung KEIN Gesetz, daß man alles beleuchten muß. Das Gesetz würde auch Zoomreflektoren verbieten.

Frank Klemm schrieb:

Wieso?
Man braucht nur das zu belichten, was auch gerade zur Belichtung beiträgt.
Der extremeste Fall ist das punktweise Abrastern. Noch gibt's von der Bundesregierung KEIN Gesetz, daß man alles beleuchten muß. Das Gesetz würde auch Zoomreflektoren verbieten.

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OK, dann also ein Zoomreflektor oder eine Zylinderlinse, die z.B. mit den ablaufenden Verschlußvorhängen "mitwandern"? Dabei müsste der Blitz lediglich sehr exakte Informationen über den zu überstreichenden Bildwinkel bekommen und eine Mimik sehr exakt mit dem Verschlußvorhang synchron ablaufen lassen. Eine bislang noch nicht realisierte technische Herausforderung.

Mit adaptierten Fremdobjektiven ohne Brennweiteninformation oder mit Fisheye-Objektiven wäre dies allerdings nichts mehr zu machen. Auch im Nahbereich (Parallaxe) müsste weitere Intelligenz eingebracht werden - oder man weicht dann auf die klassische Strobo-Taktik aus.