Warum hat eine Digitalkamera einen mechanischen Verschluss?

Ich verstehe, dass in einer Kamera der Durchmesser der Verschlussöffnung – die Blende – steuert, wie viel Licht einfällt, und dies wirkt sich auf die resultierende Belichtung aus.

Aber ich verstehe nicht, warum bei einer Digitalkamera der Verschluss geschlossen und geöffnet werden muss, wenn ein Bild oder eine Serienaufnahme gemacht wird. Können die Einschränkungen bei der Bildrate (Bilder pro Sekunde) oder der schnellsten Verschlusszeit (z. B. ¹/₃₂₀₀) nicht nur eine Eigenschaft des elektronischen Sensors sein?

Ich frage das, weil meine neue neue Kamera im Serienmodus nicht mehr als eine Aufnahme pro Sekunde machen kann. 1 FPS ist bei einer 2011er Kamera lächerlich, finden Sie nicht? (Es kann 30fps für HD-Video machen.)

Ihre Eigenschaft von 1 fps ist eher eine Einschränkung der Rechenleistung, die sie in Ihr spezielles Modell stecken, und weniger eine Einschränkung des dortigen Verschlusses - es gibt Kameras mit mechanischem Verschluss, die weitaus mehr als 1 fps leisten.
klingt eher nach einem Point-and-Shoot als nach einer DSLR, und soweit ich weiß, haben alle P & S-Kameras keinen mechanischen Verschluss und nehmen die Bilder tatsächlich „als Eigenschaft des elektronischen Sensors“ auf, wie Sie es beschreiben. Dies ist alles eine Vermutung, ohne Ihr Kameramodell genau zu kennen
Es klingt auch so, als wären Sie verwirrend, wenn Sie den Blendenring in Ihrem Punkt sehen und mit Ihrer Kamera mit einem Verschluss aufnehmen können
Es ist der SX30, ein $400 Point and Shoot. Ich habe alle IS und alle AF ausgeschaltet, auf 640 x 480 Auflösung umgeschaltet und die Stummschaltung eingeschaltet, aber ich höre immer noch Klicks, wenn ich im kontinuierlichen Modus fotografiere, und die Kamera kann nicht mehr als 1 fps aufnehmen. Das Klickgeräusch ist der mechanische Verschluss, richtig?
Ich kann beim schnellen Durchsuchen keine Einzelheiten zum Verschluss des SX30 finden, aber da Sie das Bild die ganze Zeit betrachten, um die Aufnahme entweder auf dem LCD oder dem elektronischen Sucher auszurichten, verwenden Sie den Sensor, um es anzuzeigen Für mich macht es keinen Sinn, einen Verschluss zu haben, der sich dann schließt und wieder öffnet, um die Aufnahme zu machen. Ich vermute, das Geräusch, das Sie hören, ist entweder das Schließen der Blendenlamellen oder das eingebaute Geräusch für den Verschluss, das Sie möglicherweise in den Menüs ausschalten können
Die Aufwärm- und Abkühlzeiten des Sensors sind derart, dass für Hochgeschwindigkeitsoperationen ohne Verzögerung vor und zwischen den Aufnahmen ein mechanischer Verschluss erforderlich ist. Bei einer DSLR ist der Sensor normalerweise immer „heiß“, wobei der mechanische Verschluss bestimmt, wie lange Licht ihn erreichen kann.
William, es würde mich nicht überraschen, wenn es einen kleinen Lautsprecher gibt, der dieses "Klick"-Geräusch macht. Ich weiß, dass es in anderen Kameras existiert.

Antworten (3)

Wahrscheinlich liegt der Grund für die Verwendung mechanischer Rollläden darin, dass mit ihren Nachteilen am einfachsten zu leben ist; konkurrierende Technologien sind (noch) nicht eindeutig überlegen.

Das Hauptproblem besteht darin, dass ein elektronischer Verschluss, der den gesamten Sensor gleichzeitig beeinflusst, ziemlich einfach auf einem CCD-Sensor implementiert werden kann, während für CMOS (bevorzugt bei neuen DSLRs) zusätzliche Schaltungen in jedem Sensor erforderlich sind . Dies ist möglich, aber die Kosten sind hoch – Dynamikbereich, Auflösung und/oder Kosten. Zum Beispiel ist die Sony F55 ein videoorientiertes Kameragehäuse mit einem 8,9-MP-CMOS-Vollbildsensor mit Global-Shutter-Schaltung und kostet 2015 satte 29.000 US-Dollar – etwa viermal mehr als die Top-End-Gehäuse von Canon/Nikon mit viel höhere Auflösung, aber ohne diese Verschlussschaltung.

Normalerweise werden CMOS-Sensoren zurückgesetzt und Zeile für Zeile gelesen, was mehr Zeit in Anspruch nimmt als die Bewegung eines modernen mechanischen Verschlusses, daher ist der Rolling-Shutter - Effekt schlechter und die maximale Synchronisierungsgeschwindigkeit langsamer.

Viele neuere Kameras bieten die Option eines elektronischen ersten Verschlussvorhangs, bei dem die Belichtung durch sequentiell aktivierte Sensorreihen beginnt und durch einen mechanischen Verschlussvorhang endet, der mit derselben Geschwindigkeit folgt. Aktuelle Sensoren können etwas langsamer als 1/100 Sekunden von einer Kante zur anderen reichen, was mit mechanischen Verschlüssen aus den 1970er Jahren vergleichbar ist. Obwohl höhere Geschwindigkeiten möglich sind, indem jeweils nur ein Schlitz freigelegt wird, bestimmt diese Geschwindigkeit den Rolleffekt und die maximale Synchronisationsgeschwindigkeit.

Für einen vollelektronischen Verschluss muss auch der hintere Vorhang elektronisch sein. Dadurch wird die Zeile ausgeschaltet und gelöscht, sodass die Daten zuerst ausgelesen werden müssen. Das Lesen von Daten ist sogar noch langsamer als das Einschalten der Zeilen, was die maximale Synchronisierungsgeschwindigkeit lähmt und Rolling-Shutter-Effekte noch ein paar Mal verstärkt.

Im Video-/Live-View-Modus kann der elektronische Verschluss „beschleunigt“ werden, indem die meisten Zeilen übersprungen werden, was zu einer geringeren Auflösung führt. Übertragene Daten können noch weiter reduziert werden, indem die Bittiefe verringert wird – dies äußert sich in einem reduzierten Dynamikbereich.

CCD ist in Kompaktkameras üblich, und sie verwenden häufig elektronische Verschlüsse. Bei einigen älteren Nikon-DSLRs wie D1 oder D70 wurden CCDs mit elektronischem Verschluss für höhere Geschwindigkeiten verwendet. Bei diesen Kameras wurde berichtet, dass manchmal gitterartige Muster auf einfachen Tonbereichen mit Verschlusszeiten erscheinen, die einen elektronischen Verschluss verwenden.

Ich vermute, Sie hatten nur den häufig verwendeten Schlitzverschluss im Sinn; Lamellenverschluss ist ein weiteres mechanisches Design für einen Verschluss. Seine Hauptvorteile sind Ruhe und die Möglichkeit, den Blitz bei jeder Geschwindigkeit zu synchronisieren, da der Verschluss immer vollständig geöffnet wird. Aber Zentralverschluss muss entweder genau dort sitzen, wo die Aperturblende ist (dh in jedem Objektiv), oder es braucht speziell konstruierte Objektive, die einen Knotenpunkt in einem bestimmten Abstand zwischen Objektiv und Bildebene haben. Die erste Option ist teuer und wird in vielen Mittelformatsystemen verwendet; der andere ist für das Objektivdesign restriktiv, wurde aber in einigen alten SLR-Modellen (z. B. Topcon Auto 100) verwendet.

Bei der Canon SX30IS ist der Verschluss (der 1/3200 s erreichen kann) höchstwahrscheinlich nicht der begrenzende Faktor für die Burst-Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit wird eher durch die Datenbandbreite gehemmt – selbst wenn Sie mit niedriger Auflösung aufnehmen, liest die Kamera immer noch alle 14 MP vom Sensor, um eine maximale Bildqualität zu erzielen. Bei Videos ist die Bildqualität weniger wichtig als die Bildrate, daher liest die Kamera nur ausgewählte Zeilen und Spalten vom Sensor.

Laut Spezifikationen sollte das Ausschalten des LCD helfen, 1,3 fps zu erreichen. Oder wenn Sie die Bildqualität gegen Burst-Geschwindigkeit eintauschen möchten, nehmen Sie einfach ein Video auf und extrahieren Sie Bilder später.

Auch die Geschwindigkeit des Speichers kann die Bildrate beeinflussen. Bei einer langsameren Karte dauert das Schreiben der Daten länger.
@chris im Allgemeinen ja, aber mit einer so niedrigen Burst-Rate nach Spezifikation bezweifle ich, dass man eine Speicherkarte finden könnte, die noch langsamer wäre - dieselbe Speichertechnologie kann Bilder auf anderen Kameras problemlos um ein Vielfaches schneller speichern
Nun, Ihre Prämisse, dass "ein elektronischer Verschluss, der den gesamten Sensor gleichzeitig beeinflusst, nur auf dem CCD-Sensor implementiert werden kann" ist falsch. Es gibt Flüssigkristallverschlüsse, und ich weiß, dass sie seit mindestens 10 Jahren in einigen Millionen-Dollar-Systemen verwendet werden (ich kann die Details nicht offenlegen). Die Frage ist, warum diese Technologie noch nicht in High-End-Kameras implementiert wurde? Und wenn ja, wozu braucht man dann den mechanischen Verschluss?
@ybungalobill Danke für den Hinweis, bearbeitet, um dies zu verdeutlichen. Es scheint, dass die Technologie in High-End-Kameras implementiert ist , aber die meisten Leute würden Millionen-Dollar-Systeme (oder sogar 30.000-Dollar-Systeme) einfach nicht als praktikable Option für die Fotografie betrachten :)

Video verwendet keinen mechanischen Verschluss. Der Verschluss bleibt geöffnet. Etwas, das Rolling Shutter genannt wird, wird verwendet, um den Sensor zu scannen. Dies ist zeitaufwändig und erfolgt nicht sofort wie eine 1/4000-Belichtung mit dem mechanischen Verschluss, bei der alle Stellen auf dem Sensor gleichzeitig aufnehmen. Bei 30 fps dauert jedes Bild effektiv 1/30 Sekunde, sodass diese Art der Aufnahme wirklich nicht dasselbe ist, wie wenn Sie mit dem mechanischen Verschluss auf ein einzelnes Bild klicken. Sie erhalten auch eine reduzierte Auflösung, da die Kamera nur so viele Pixel verarbeiten und auf Medien schreiben kann.

Wenn Sie also auf Ihren mechanischen Verschluss verzichten würden, würden Sie am Ende eine niedrigere Auflösung und mehr Unschärfe erhalten, ganz zu schweigen von Verzerrungen und anderen Effekten, die in der Referenz zum Rolling Shutter erläutert werden.

Und Sie würden am Ende auch einen viel langsameren Verschluss haben. Sie haben wahrscheinlich 1/30, bestenfalls 1/60 als kürzeste Verschlusszeit, außer bei den allerhöchsten Kameras.
Die Canon XL-1, die ich vor Jahren benutzte, erlaubte mir, eine Verschlusszeit zu wählen, die natürlich kürzer oder gleich der Bildrate war, aber nicht zwangsweise gleich war. Außerdem ermöglicht CHDK, dass Canon P&S-Kameras ohne mechanischen Verschluss auf 1/60000 Sekunde heruntergehen .
Diese Antwort beschreibt CMOS-Sensoren; mit CCD ist elektronischer Schnellverschluss machbar und bei Kompaktkameras durchaus üblich.

Was rfusca gesagt hat. Eine D3 und 1D4 nimmt mit einem mechanischen Vollbildverschluss 9-10 fps auf. Der Fullframe-Shutter kann problemlos in 1/125 s Sekunde durchlaufen, sodass dies nicht das Problem für die Framerate ist.

Das Verarbeiten eines 10+ MP-Dumps von einem Sensor in ein JPEG und das anschließende Schreiben auf eine Karte ist keine leichte Aufgabe.

Das Aufnehmen von Videos ist eine ganz andere Geschichte als Hochgeschwindigkeitsfotografie, da die Daten gestreamt und die Hardware und der Codec an die jeweilige Aufgabe angepasst werden.

1080p hat ungefähr 2 Megapixel, und das Komprimierungsschema (abgesehen davon, dass es bereits hochoptimiert ist, niedrige Rate bei einer Consumer-Kamera) kann sogar teilweise in Hardware erfolgen.

Was Sie beschreiben, ähnelt eher einer RED-Kamera, die sich mit ihrem CMOS-Sensor mit mehr als 10 Megapixeln eher an eine Hochgeschwindigkeitskamera anlehnt, die komprimiertes "Rohmaterial" erfasst, was im Wesentlichen immer noch ein verlustbehaftetes JPEG-ähnliches Schema mit einem Verhältnis von X> 1: 1 ist.

Dies sagt aus, dass es zwei Probleme gibt, eines ist die Bandbreite zwischen Geräten/Geräten und das zweite ist die Machbarkeit der Nachbearbeitung, die Red durch die Verarbeitung des Rohmaterials in Hardware angegangen ist, bevor es auf einem später zu bearbeitenden Medium gespeichert wird.

Ein Red ist gigantisch und hat ein aktives Kühlsystem mit Kühlkörper und Lüftern. Dies ist kein typischer eingebetteter Milliwatt-Chip in etwas, das eine Person mit zwei Händen tragen kann.

Warum hat eine Digitalkamera einen mechanischen Verschluss?
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