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Kameraverschluss

In der Fotografie wird zur Steuerung der Belichtungszeit ein Verschluss eingesetzt. Er hat einen großen Einfluss auf die Bildqualität. 

Mechanischer Verschluss

Canon EOS DSLR

In den meisten Kameras wird ein mechanischer Verschluss eingesetzt. Während der Belichtungszeit wird der Verschluss für eine kurze Zeit aufgemacht, sodass die optimale Lichtmenge auf den Sensor fallen kann. Danach schließt sich der Verschluss wieder. Bei bewegten Objekten sind kurze Verschlusszeiten besonders wichtig. Ist die Belichtungszeit zu lange, so kann das gewünschte Objekt nicht scharf abgebildet werden. Moderne DSLR Kameras haben Verschlusszeiten von bis zu 1/8000 Sekunden

Ist die gewählte Belichtungszeit zu kurz, so erscheint das Foto zu dunkel und es sind nur wenige Details sichtbar. Bei einem optimal beleuchteten Bild werden auch geringe Helligkeitsunterschiede sichtbar. Üblicherweise wird die Belichtungszeit über eine Automatikfunktion gesteuert, die Zeitautomatik. Bei Spezialanwendungen hat man auch die Möglichkeit, diese manuell einzustellen. In den meisten Fällen ist eine helle Beleuchtung (hohe Helligkeit) empfehlenswert. Das bedeutet eine kurze Belichtungszeit bei maximaler Nutzung des Dynamikumfangs des Sensors.

Das mechnische Abdecken des Sensors hat den Vorteil, dass der Bildsensor vor der Aufnahme vollständig gelöscht werden kann und nach der Aufnahme die Bildinformationen in Ruhe ausgelesen werden können. So können Fotos von optimaler Bildqualität und Schärfe entstehen. Ohne dieses mechanische Element kommt es während des zeilenweisen Auslesens zu einer erneuten Belichtung und in Folge bei bewegten Objekten zu Bildfehlern.

Digitaler Verschluss

Bei Kameras mit digitalen Verschlüssen, wird der Sensor durchgehend belichtet und die Bildinformationen ausgelesen. Die meisten Videokameras haben einen digitalen Verschluss. Zu Beginn jedes Bildes wird ein digitaler Reset durchgeführt. Alle Bildpunkte werden dabei auf "Null" gesetzt, belichtet und am Ende zeilenweise ausgelesen. Während des gesamten Vorgangs trifft Licht auf den Sensor. Die Bilder werden zu 25/30/60 Bilder pro Sekunde abgespeichert, die Belichtungszeit ist immer gleich, unabhängig von den Lichtverhältnissen. Ein wesentlicher Nachteil des digitalen Verschluss' ist, dass sich schnell bewegende Objekte nicht ideal scharf angebildet werden können. Diese Bildfehler nennt man Rolling-Shutter Effekte.

Die meisten Mikroskop (C-Mount) Kameras besitzen keinen mechanischen Verschluss. Dies stellt einen großen Nachteil gegenüber DSLR Kameras dar, das schnelle Vorgänge und Präparate (z.B. Spermien etc.) nicht scharf abgebildet werden können. Selbst bei nichtbewegten Objekten kann es durch externe Schwingungen (z.B. Bedienen des Mikroskops, Schwingen der Tischplatte etc.) zu Bewegungsunschärfen kommen, da während des Auslesens des Sensors (Abspeichern des Fotos) erneut belichtet wird.

Bei einem digitalen Verschluss gibt es zwei Möglichkeiten, schnelle Vorgänge scharf abzubilden: 

  1. Ein möglichst kurzes Intervall zwischen Sensor Reset und dem Auslesen => kurze Belichtungszeit. Zumeist ist die Elektronik für schnelle Bewegungen zu langsam oder die Belichtungszeit ist zu kurz gewählt. Es kommt dann zwar nicht zu Unschärfen, ab das Foto erscheint viel zu dunkel.
  2. Man verwendet ein Blitzlicht. Durch einen kurzen Lichtimpuls können bewegte Objekte scharf abgebildet werden. Kamera und Blitz müssen hierfür synchronisiert werden.

High Speed Kameras:

Dies sind spezielle Kameras zur Aufnahme von extrem schnellen Bildsequenzen. Diese nehmen mehrere tausend Fotos pro Sekunde in Zeitlupe auf. Das elektronische System von diesen Kameras ist äußerst schnell. In sehr kurzer Zeit fallen riesige Datenmengen an. Um diese bewältigen zu können, ist die Auflösung der Bilder meist gering. Bei diesen Kameras ist nur ein digitaler Verschluss möglich. Ein mechanischer Verschluss wäre viel zu träge, um bewegte Präparate aufzunehmen. Diese Spezialkameras sind zumeist auch sehr hochpreisig.

Die Belichtungszeit von DSLR Kameras hingegen kann optimal gesteuert werden. Bewegte Objekte können mit einer sehr kurzen Belichtungszeit (bis 1/8000 Sekunde) aufgenommen werden.

11.02.2015

 


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