Kameraauslöseverzögerung in der Lichtschrankenfotografie

Dipl.-Ing.(FH) Matthias Zizelmann Tannenweg 28, 72275 Alpirsbach
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Kamera-Auslöseverzögerung in der Lichtschrankenfotografie

Definition der Kamera-Auslöseverzögerung

Zeit zwischen Betätigung der Auslösetaste (Taste voll gedrückt) und dem Öffnen des Verschlusses bzw. dem ersten Aufleuchten des Blitzlichtes, welches auf den 1. Verschlussvorhang getriggert wurde.

Warum ist die Auslöseverzögerung in der Lichtschrankenfotografie von besonderer Bedeutung?

Ein Objekt mit einer Geschwindigkeit von 5m/s (=18km/h) legt innerhalb von einer Millisekunde 5mm zurück. Bei einer Auslöseverzögerung von 75ms - für eine manuelle Auslösung schon recht schnell - ergibt sich somit ein zurückgelegter Weg von 37,5cm. Bei einer seitlichen Aufnahme kann es, abhängig von der Auswahl des Bildausschnitts, somit durchaus vorkommen, dass sich das Objekt gar nicht mehr auf dem Bild befindet. Bewegt sich das Objekt auf die Kamera zu, ergibt sich zusätzlich das Problem der Schärfenebene. Eine Korrektur der Bildeinstellung, bzw. eine Kompensation der Auslöseverzögerung, kommt in den meisten Fällen nicht in Frage, da die Geschwindigkeit des Objekts weder bekannt noch konstant ist.
Es gilt somit den Unsicherheitsfaktor "Geschwindigkeit" so gering wie möglich zu halten. Dies kann am zuverlässigsten durch die Reduzierung der Auslöseverzögerung erreicht werden. Bei einer Auslöseverzögerung von nur 8 ms beträgt der zurückgelegte Weg aus dem obigen Beispiel nur noch 4cm.

Funktion des Fernauslöseanschlusses

Die Auslösetaste hat 2 Stufen: Bereitschaft und Auslösen. Zur Ermittlung der Auslöseverzögerung wird davon ausgegangen, dass das Signal "Bereitschaft" vor der Auslösung dauerhaft anliegt. Das Signal "Bereitschaft" triggert Funktionen wie Belichtungsmessung, Autofokus, Bildstabilisator und Verlassen von unterschiedlichen Stromsparfunktionen. Die Bereitschaft muss somit immer vorhanden sein, um eine reproduzierbare Auslöseverzögerung zu erhalten.

Prinzipschaltbild einer Fernauslöseschnittstelle

Allgemeines zum Fernauslöseanschluss

Messverfahren der Auslöseverzögerung

Es wird die Zeit zwischen Betätigung der Auslösetaste und dem ersten Aufleuchten des Blitzlichtes gemessen. Im Prinzip wird über einen Fernauslöser (Taste zuvor für Bereitschaft halb betätigt) die Kamera ausgelöst und gleichzeitig eine "Stoppuhr" gestartet. Ein Lichtsensor erfasst das Blitzlicht und stoppt die Zeitmessung.

Prinzipschaltbild zur Messung der Auslöseverzögerung

Der Signalverlauf kann mit einem Speicheroszilloskop und einer einfachen Fotodiode erfasst werden. Siehe Signalverlauf:

korrekter Signalverlauf mit Speicheroszilloskop (Einstellung EX580: Master Off, Mode: M)

Die fallende Flanke ist das Auslösesignal an der Kamera, der 2. kurze Impuls auf Kanal 2. ist die Spannung der Fotodiode, welche durch den Blitz verursacht wurde. In diesem einfachen Messbeispiel liegt eine Auslöseverzögerung von knapp 100ms vor.

Vorsicht ETTL-Blitzbelichtungsmessung und Master/Slave Funktion unbedingt ausschalten!

Wichtig ist hierbei, dass die Kamera bzw. der Blitz vor der eigentlichen Belichtung keine Messblitze aussendet. Bei der ETTL II Belichtungsmessung ist dies der Fall. Hierdurch entsteht ein ungültiges Messergebnis, da die Zeit zwischen Auslösung und dem ersten Blitz (ETTL-Messblitz) gemessen wird. Der erste ETTL Messblitz wird oft schon nach ca 10ms ausgelöst. An den Blitzgeräten (Canon Speedlite EX550 / EX580) müssen auf jeden Fall die Master und Slave Funktionen deaktiviert werden. Am zuverlässigsten geschieht die Auslösung des Blitzes nur über den Mittenkontakt oder der separaten Sync-Buchse (alle ETTL Kommunikationsleitungen zur Kamera unterbrochen). Das Ausschalten der ETTL-Funktion ist sehr sinnvoll (Betriebsart auf manuell), da der Blitz auf Grund der statischen Installation immer die gleiche Blitzleistung haben sollte. Somit können kontrollierte immer gleichbleibende Blitzbelichtungsergebnisse erzielt werden. Ein weiterer Nachteil der ETTL-Messung ist ein deutlich erhöheter Stromverbrauch durch die doch recht starken Messblitze. Unerwünschte Mehrfachbelichtungen (Synchonisation einer 2. Kamera) können ebenfalls durch die ETTL Blitzfolge verursacht werden.

Signalverlauf DSO - Blitzfolge verursacht durch ETTL II Messblitz. (Einstellung EX580: Master Off, Mode: M)

Signalverlauf DSO - Blitzfolge verursacht durch ETTL II Messblitz. (Einstellung EX580: Master Off, Mode: ETTL)

Signalverlauf DSO - Blitzfolge verursacht durch ETTL II Messblitz. (Einstellung EX580: Master On, Mode: ETTL)

Messung der Auslöseverzögerung mit Lichtschrankensteuerung "Cam-Trigger 2006"

Das Auslösesignal (initiiert durch Fernauslösekabel an Eingang A) wird von der Steuerung auf Ausgang A ausgegeben (Start der Zeitmessung - Auslöseverzögerung). Der Ausgang A ist wiederum mit dem Fernauslöseanschluss der Kamera verbunden. Am Eingang B der Lichtschrankensteuerung erfasst ein Lichtsensor (z.B. einfacher Fototransistor oder Fotodiode) das erste Aufleuchten des Blitzlichtes (Messung der Auslöseverzögerung beendet und gleichzeitiger Start der Messung der Blitzbelichtungsdauer). Die Auslöseverzögerung wird mit einer Auflösung von 1 ms gemessen und umfasst einen Messbereich von 1-255ms. Die Messung der Blitzbelichtungsdauer besitzt eine Auflösung von ca. 0.02ms. Die Steuerung ist immer in Messbereitschaft, wenn das Menü aktiviert ist. Für diese Messung ist nicht jede Lichtschranke geeignet (Voraussetzung: kurze Reaktionszeit und Empfindlichkeit auf Fremdlicht bzw. Blitzlicht.). Am besten funktioniert die Messung mit einem einfachen Fototransistor am Eingang B.

Messaufbau mit Lichtschrankensteuerung (Cam-Trigger 2006)

Messaufbau mit Cam-Trigger 2006 entwickelt und programmiert von Matthias Zizelmann

gemessene Auslöseverzögerungen

Modell	Firmware	Bemerkung	Zeit
analoge Canon EOS 1RS		Die Kamera hat einen halbdurchlässigen Spiegel, dieser muss bei der Belichtung nicht weggeklappt werden. Canon Speedlite EX550 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off)	6-9ms
Canon EOS 20D	2.0.3	mit externem Blitz Canon Speedlite EX580 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off) Sehr große Steuung, Problem mit ETTL	75-190ms
Canon EOS 20D	2.0.3	Mit internem Blitz und nicht abschaltbarer ETTL-Messung. Nach 15ms erfolgt schon der 1. Messblitz	75ms
Canon EOS 1D Mark II N	1.1.0	P-FN-26: ON kurze Auslöseverzögerung (Funktion über IEEE 1394 freigeschaltet) Canon Speedlite EX580 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off)	53ms
Canon EOS 5D	1.1.0	Canon Speedlite EX580 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off)	85ms
Canon EOS 5D MK II	1.1.0	Canon Speedlite EX580 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off)	100ms
Canon EOS 5D MK III		Canon Speedlite EX580 (Betriebsart Manual, Master/Slave: Off)	60ms