Flits duur
 
 
   
.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
Zelfbouw
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
.
 

 

 

Het flitslicht

Op bovenstaande figuur wordt het verloop van het flitslicht in functie van de tijd weergegeven.

Wanneer we door een camera, een flitser laten onsteken, dan zal in normale omstandigheden eerst de camera-sluiter open gaan, door de lens wordt de belichting gemeten (TTL) en de benodigde flitsenergie wordt aan de flitser doorgegeven. Enkele duizendsten van een seconde later (vb 3,8ms) (= delay time) wordt de flits ontstoken.
De stroom door de flitsbuis bereikt heel snel zijn maximum waarde, de flits heeft nu zijn maximum licht-intensiteit bereikt.
Tengevolge van de stroom door de flitsbuis start meteen het ontladen van de flitscondensator,
De spanning op de condensator daalt volgens een exponentiële (R x C) curve.
Op een bepaald ogenblik zal de spanning op de condensator te klein worden om de gas-inonisatie in de flitsbuis in stand te houden en het flitslicht dooft. Op die manier zet de flitser bijna zijn volledig vermogen om in flitslicht.
De tijd die nodig is om de condensator te ontladen hangt af van de inwendige weerstand van de condensator en de flitsbuis, en de capaciteit van de condensator.
Willen we een snelle ontlading (flits) dan zal de kwaliteit (inwendige weerstand) van de condensator en de flitsbuis de bepalende factor zijn.

Flitsen met gereduceerd vermogen :

Speedlight (camera flitser)

Vraagt de camera aan de flitser niet het maximum flitsvermogen, maar vb 1/2 power dan zal bij speedlicht flitsers de stroom door de flitsbuis gestopt worden op het ogenblik dat er voldoende licht is afgegeven door de flitser.(paarse oppervlakte in de grafiek)
De condensator blijft dan gedeeltelijk opgeladen, waarbij de resterende energie in de condensator wordt gebruikt voor de volgende flits.
De flitser geeft dus gedurende een heel korte tijd een flits af , vandaar de naam "speedlight"

Studio flitser

Bij studio flitsers verloopt de stroom door de flitsbuis analoog zoals hierboven beschreven, maar bij de meeste studio flitsers wordt de stroom door de flitsbuis niet onderbroken om de hoeveelheid licht te regelen, de condensator ontlaad volledig. (zie studio flitsers)
De flitssterkte van de studio flitser wordt geregeld door vooraf de spanning (en dus de flitsenergie) op de condensator op een hogere of lagere waarde in te stellen.
De flitsduur, alhoewel nog steeds kort t.o.v. de sluitertijd zal hier dus langer zijn dan bij speedlight flitsers.
Vooral bij laag vermogen zal het verschil in flitsduur tussen beide types flitsers groot zijn.
Studio flitsers zijn hierdoor minder geschikt voor "High speed fotografie"

Invloed van de flitsduur op bewegingsonscherpte

De sterkte van de flits en de tijdsduur van de flits bepaalt hoeveel een foto met het flitslicht zal belicht worden.
We gaan er hier gemakshalve van uit de de sluiter lang genoeg open blijft tot de volledige flits is afgewerkt, wat meestal ook zo is.
De duur van de flits is belangrijk, hoe korter die is, hoe kleiner de kans op bewegingsonscherpte, ook al beweegt het onderwerp.

Nemen we bv een foto van een bewegend voorwerp met een sluitertijd van 1/100 (=10ms), dan zal het onderwerp gedurende 10ms door het omgevingslicht worden belicht. Beweegt het gefotografeerde voorwerp dan zal het onscherp op de foto te zien zijn.

Fotograferen we nu hetzelfde bewegend voorwerp met dezelfde sluitertijd met weinig omgevingslicht dan zal weinig of niets van het voorwerp op de foto te zien zijn.
Flitsen we gedurende het moment dat de sluiter open is, met een flitsduur van 1/1000sec (1ms), dan zal door de korte flitstijd het bewegende voorwerp scherp op de foto afgebeeld staan. Hoe korter de flits hoe scherper het bewegend voorwerp op de foto zal zijn afgebeeld.

 

Wat fabrikanten specificeren

Voor een speedlight flitser is het belangrijk dat de flitser zijn flitsenergie op een zo kort mogelijke tijd vrijgeeft.
Dit is nodig om bewegingsonscherpte te vermijden, maar ook om toe te laten met hogere sluitersnelheden te flitsen (zie :strobist flitsen)
De flitsduur bij de verschillende flitsvermogens is dan ook een belangrijk item in de specificaties van de flitser. (voor specificaties SB800 flitser : zie p122)

Door de fabrikanten wordt in de specificaties meestal niet de volledig duur van de flits gegeven maar de tijd tussen: het moment dat de flits de helft van zijn max. intensiteit heeft bereikt en het moment nadien dat de flits-intensiteit tot op de helft van zijn max. intensiteit (-1stop) is gedaald. (de blauwe oppervlakte in de grafiek)
Deze flitstijd wordt de t 0,5 flitsduur genoemd
.
Bij het flitsen met gereduceerd vermogen, zal de t0,5 flitsduur niet zoveel afwijken van de totale flitsduur omdat de flits door de camera gestopt wordt.
Hoe meer vermogen van de flitser wordt gevraagd, hoe groter de kans dat de werkelijke flitsduur langer is dan de gespecificeerde t0,5 flitsduur

Bij flitsen op maximum vermogen wordt de flitser niet gestopt, maar geeft zijn volle vermogen af.
Nadat hier de flitsintensiteit tot de helft van zijn waarde is gedaald (t 0,5) , blijft de flits ook de andere helft van zijn licht afgeven tot de condensator ontladen is (de gele oppervlakte in de grafiek), dit licht heeft een lagere intensiteit maar duurt tot 5x langer en geeft dus ook een bijdrage in de belichting van de foto, en heeft invloed op eventuele bewegings-onscherpte van de foto.

Soms wordt de flitsduur tussen het bereiken van 10% van zijn max. waarde en het terug dalen tot 10% van zijn max. flitsintensiteit gegeven.
Deze tijd noemt men de t0,1 flitsduur

 

Flitsduur meten - de meetopstelling:

Voor het meten van de flitsduur maak ik gebruik van dezelfde opstelling als gebruikt bij opstelling "Tijd-meten"
Met een kabel trigger ML-DC2 wordt de sluiter van de camera geactiveerd. De camera activeert via de "hotshoe" een "off camera flitser"
(Het stuurcircuit van de flitser vind je hier terug )
Het flitslicht wordt met een lichtsensor omgezet in een elektrische puls, die met de verticale ingang van de oscilloscoop wordt verbonden.
Op het ogenblik dat de camera wordt bediend krijgt ook de oscilloscoop een triggerpuls.
De D90 camera staat op het oscilloscoopscherm gericht. Aangezien de camera niet "weet" dat er geflitst wordt is het mogelijk om de camera ook op hogere sluitersnelheden (dan 1/200s) in te stellen.

Het verloop is als volgt:
Wordt op de drukknop van het triggercircuit gedrukt dan gaat de camera sluiter 64ms na het indrukken open.
Dezelfde drukknop start ook de tijdbasis van de oscilloscoop. 3,8ms nadat het 1ste gordijn open gaat, geeft de camera een startpuls naar de flitser. Het elektrisch signaal van de lichtsensor is aan de verticale ingang van de oscilloscoop gekoppeld en op het scherm verschijnt het "flits" signaal. Omdat de sluiter op dat moment open is wordt dit signaal door de camera gefotografeerd.

Beperkingen:

De opstelling werkt perfect om verschijnselen te registreren die binnen de periode:" beide sluiters open" valt.
Willen we echter bv de 3,8ms vertraging tussen "openen 1ste gordijn" en "start van de flits" meten dat wordt dit een stuk moeilijker. De basislijn van de oscilloscoop zal dan net met de onderste rand van de foto (bovenste rand van de sensor) moeten samenvallen, omdat het eerste gordijn pas een tijd later de belichting op andere plaatsen van de sensor zichtbaar maakt (meer info zie Flitssynchronisatie)

 

De meet sensor ijken

Als licht-sensor gebruik ik een meetcel: BPX42. Om straks de "t0.5" flitsduur te kunnen meten, wil ik er zeker van zijn dat de sensor niet vastloopt bij max. flitslicht.
De ijking gebeurt als volgt:
De sensor wordt afgeschermd met enkele grijsfilters zodat niet het volle flitslicht op de meetcel valt.
De flitser wordt op een 60cm van de sensor geplaatst.
De oscilloscoop wordt zo ingesteld dat de puls: 9 schaaldelen hoog is, en er wordt een foto van de puls genomen.
Met een lichtmeter wordt de flitssterkte op de plaats van de sensor gemeten :in ons geval : diafragma:32.
Nu wordt de flitser verder van de meetcel & lichtmeter geplaatst tot de lichtmeter 1 stop minder meet (diafragma:22), nu wordt opnieuw een foto genomen.
Het signaal op het scherm is kleiner, we weten nu waar zich het :" -1stop" belichtingspunt op het scherm bevind.
De flitser wordt opnieuw op zijn originele plaats gezet (diafragma:32) , .
Voor bovenstaande foto zijn de 2 foto's met Photoshop op elkaar gelegd. We zien dat het -1 stop punt ongeveer op halve hoogte van de flitspuls ligt.
De gemeten t0.5 flitsduur voor de "SB800 op 1/2 vermogen" is hier : +/- 1,0 ms, volgens specificaties: +/-1/1100 (0,9ms)

Enkele voorbeelden

Camera flitser op vol vermogen

Bij vol vermogen( flitser SB800 "off camera") wordt de flits niet gestopt, bij t0.5 is de flitsduur 1ms,(volgens specificaties: 1/1050=0,95ms)
Bij t0.1is de flitsduur 4.5ms, hij gaat nog verder door tot de sluiter dichtgaat (+/- 7ms).
Flitsen we op vol vermogen dan duurt de flits totaal 7ms , wat bij een bewegend voorwerp een redelijke kans geeft op bewegingsonscherpte.
Flitsen we bewegende voorwerpen dan gebruiken we beter geen "vol vermogen flits".

Camera flitser op 1/4 vermogen

Bij 1/4 vermogen meten we voor onze SB800 een flitsduur: : t0,5= 400µs (+/-370µs volgens spec), de t0.1 flitsduur is praktisch dezelfde als de t0.5.
Bij een flitsduur van 400µs worden de meeste bewegende onderwerpen "bevroren" en is er weinig kans op bewegingsonscherpte.

De sluiter snelheid en flitssynchronisatie

Meer hierover vind je in de rubriek: "Flits synchronisatie"

De belichting van een foto gebeurt in 2 fasen. eerst gaat het eerste gordijn open, daarna sluit het 2de gordijn.
Beide sluiter gordijnen bewegen aan dezelfde snelheid, waardoor er zeker van zijn dat alle plaatsen op de foto, dezelfde tijd zijn belicht.
Het is wel belangrijk te begrijpen dat de belichting van de foto op de verschillende plaatsen niet op hetzelfde ogenblik gebeurt.

In bovenstaande figuur zijn 2 situaties weergegeven : sluitertijd 1/200 en 1/250sec
Bij camera's met een flitssynchronisatie tot 1/200 ligt de sluitersnelheid meestal op /1/250 sec (4ms)
Het 1ste gordijn heeft dus 4ms nodig om volledig open te gaan, het 2de gordijn heeft 4 msec nodig op terug dicht te gaan.
Die tijd is altijd dezelfde toestel afhankelijk , maar blijft bij hetzelfde toestel onafhankelijk van de ingestelde sluitertijd.

Bekijken we de 2 geschetste situaties wat nader:

sluitertijd : 1/200sec (5ms)

Bij een sluitersnelheid van 1/200s zijn zowel het eerste als het 2de gordijn samen 1ms open (tussen tijdstip t4 en t5.
Dit is het moment dat we kunnen flitsen, flitsen we op een ander moment dan zal door het 1ste of 2de gordijn de sensor gedeeltelijk afgedekt zijn.
Aangezien de flitsduur 0.5-1ms duurt, is dit de hoogste sluitersnelheid waarmee we nog "normaal " kunnen flitsen.
In ons voorbeeld is de maximum sluitertijd waarmee kan geflitst worden dus 1/200sec.
Dit noemt men de maximum flitssynchronisatie snelheid. (x=1/200sec)

sluitertijd : 1/250s (4ms)

Is de sluitertijd korter dan de max. flitssynchronisatie snelheid dan is er geen tijd meer om de sensor met een enkele flits volledig te belichten.
Bij 1/250s , gaat het 2de gordijn reeds dicht op het ogenblik dat het 1ste gordijn (op 4ms) net open is.
Beide gordijnen zijn dan ook maar een heel kort ogenblik beide open, onvoldoende tijd om met een flits het volledig beeld te belichten.

 

Supersnelle synchronisatie (FP)

Meer info zie : "Flits synchronisatie"

Normale sluitersnelheden bij gebruik van een flits liggen tussen 1/60 en 1/200sec.
Sommige camera's zoals Nikon D90 zijn uitgerust met een mogelijkheid om op hogere sluitersnelheden te flitsen : tot 1/4000 sec. (250µs)
Hierbij start het flitsen voor het eerste gordijn open gaat. Er wordt niet 1 lange flits gegeven maar heel veel korte flitsen op hoge snelheid
De flitsen starten voor het 1ste gordijn open gaat en stoppen pas nadat het 2de gordijn (na 8ms voor 1/250s sluitertijd) dicht is
Door het vele flitsen over een langere periode is het vermogen van de flitsen beperkt, het reduceert de max flitssterkte met 1á 2 stops.


Op deze foto is de camera ingesteld op FP, sluitersnelheid 1/320
De SB800 flitser staat op de camera (manueel ) 1/2 vermogen
Oscilloscoop tijdbasis= 2ms /div
Het flitsen is reeds gestart op het ogenblik dat het 1ste gordijn open gaat , en blijft flitsen tot het 2de gordijn dicht is.

 

Hier zijn de flitsen te zien bij sluitersnelheid 1/250, met de SB800 flitser "on-camera"
De foto is samengesteld uit 4 foto's genomen bij 4 verschillende flitssterktes.
Blijkbaar wordt om de hoeveelheid licht te regelen, niet met de flitsduur maar sterkte van de flits wordt geregeld.


Opmerkelijk bij supersnelle synchronisatie is:
* De flits start net vóór het gordijn open gaat.
* De flits (bestaande uit heel veel korte flitsen na elkaar) , duurt tot net zo lang tot het 2de gordijn dicht is .
* De lichtintensiteit wordt geregeld door de sterkte van de flits te regelen en niet door de flitsduur.

Nota: (enkel voor mierenneukers)
In de rubriek " Flits synchronisatie" hebben we gezien dat bij s:1/250, de totale tijd dat het eerste gordijn en het 2de gordijn samen actief zijn: 8ms is.
Op de foto is enkel voor 6,5ms FP flitsen te zien. Dit komt omdat we op de foto kunnen enkel kunnen zien wat er gebeurt: net vóór (door de nalichtingstijd van de beeldbuis) en gedurende de tijd dat de sluiter open is. We mogen dan ook veronderstellen dat de flits, na het zichtbare deel nog 1,5ms doorloopt.

 

Manueel "Off camera" flitsen

Bij manueel "off camera flitsen weet de camera niet dat er geflitst wordt, hij kan er dus ook niet op anticiperen door bv supersnelle synchronisatie.
Gevolg is dat we er dan zelf voor moeten zorgen dat de sluitertijd en flitsduur met elkaar in overeenstemming zijn.
We weten dat we met de combinatie D90 camera en SB800 flitser veilig zitten tot 1/200sec (sluiter=5 ms open)
Wat gebeurt er als we snellere sluitertijden hanteren?

Sluitertijd: 1/250 (4ms) Flitser 1/2 vermogen manueel

De flits start 3,8ms nadat de sluiter open is, en duurt 1ms, de flits valt op het ogenblik dat het 1ste gordijn net open is, maar het 2de gordijn is gedurende de start van de flits net aan de bovenrand van de sensor (onderaan de foto's) reeds aan het dichtgaan.
Al met al valt de belichting bij de testfoto (flits manueel off camera) nog redelijk mee, buiten het zwarte randje onderaan de foto is de belichting egaal.
Dit betekent dat in de praktijk de "gordijn snelheid" van de (D90) camera, sneller is dan de theoretische 4ms, hij leunt waarschijnlijk dichter bij 3ms aan maar net niet die 3ms om een perfect door een met flits belicht beeld te garanderen bij een sluitertijd 1/250s


Sluitertijd: 1/320sec (3,125ms), Flitser 1/2 vermogen manueel

Bij een sluitertijd van 1/320 sec ligt de volledige flitspuls nog net binnen de sluitertijd, nochtans is de onderkant van de foto niet belicht.
Hoe komt dit ?
De (slave) flitser gaat ook hier flitsen op 3.8ms net zoals bij 1/200s sluitertijd, maar het 2de gordijn gaat reeds dicht op 3.125ms na de start van het 1ste gordijn.
Het bovenste gedeelte van de sensor (onderkant van de foto) "ziet" dus de flits niet.
Hoe korter de sluitertijd hoe minder de onderkant van de foto zal belicht zijn.

 

 

Studio flitser

Hier is de flitspuls te zien van een 300W studio flitser.

Studio-flitsen worden niet gestopt, de condensator ontlaad volledig.
De flits start 4,3 ms na het openen van het 1ste gordijn (3,8ms van de camera en 0.5ms vertraging door de draadloze trigger).
De t0,5 flitsduur,is ongeveer 1ms, de volledig afgewerkte flitspuls duurt ongeveer 5ms. (hij gaat nog iets verder door na het sluiten van het 2de gordijn).

 

De foto bestaat uit een samenstelling van 4 foto's genomen, met telkens een ander flitsvermogen.
Het is duidelijk te zien dat bij deze studioflitser de "flitssterkte" wordt verhoogd bij een hogere instelling van de gevraagde belichting, terwijl de flitsduur ongeveer gelijk blijft.

 

Meet resultaten:

Belangrijk: de hieronder gemeten flitsduur-waarden zijn in 2009 gemeten zijn t0.1 waarden , dus de volledige flitsduur gemeten op +/- 10% van de flitsintensiteit.

Conclusies:

* Bij een gegeven "speedlight" flitser verandert de flitsintensiteit niet als we meer vermogen van de flitser vragen, enkel de flitsduur vergroot.
* Willen we een bewegend voorwerp "bevriezen" op de foto, dan flitsen we best met laag flitsvermogen.
* Bij de meeste flitsers wordt bij vol vermogen, de flitser niet gestopt, alle flits energie wordt opgebruikt , wat resulteert in een lange flitsduur.
De t 0.5 flitsduur is in deze situatie niet echt relevant gezien de helft van het flitsvermogen nadien komt.
* Bij supersnelle flitssynchronisatie start de flits voor de sluiter open gaat en gaat door gedurende de volle opnametijd, hierbij wordt het afgegeven licht geregeld door de flits-intensiteit te regelen.
* Bij studio flitsers ligt de t0.5 flitsduur rond 1ms, is er meer belichting nodig dan wordt vooraf het flitsvermogen hoger ingesteld

 

 

versie : 03/1/2012
Beertje
Update 2021