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VEXA ist ein Gerät um den Beginn und das Ende einer optischen Belichtung im einzelnen Video-Halbbild einer PAL oder NTSC Kamera zu zeigen.
Die getestete Kamera war meine CCIR monochrome Video Kamera WAT-120N mit Kabel Fernsteuercontroller. Diese Kamera kann im normalen Video Mode und im Frame Integrations Mode arbeiten. Im normalen (OFF) Mode werden 50 Halbbilder pro Sekunde belichtet und als CCIR Signal übertragen. Im Frame Integrations Mode kann man die Intergation von zwei Halbbildern zu einem Frame oder die Integration von 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 oder 256 Frames zu einem Bild wählen. Das integrierte Bild wird als normales CCIR Signal in Echtzeit übertragen. Das bedeutet, dass im Integrations Mode mehrere gleiche Bilder als normales CCIR Signal in 50 Halbbilder pro Sekunde übertragen werden.
Beispiel:
Wenn man 32x Frame Integration mit dem Kabel Fernsteuercontroller auswählt, bekommt man das erste Bild nach 32 x 0.04 = 1.28 Sekunden. Dieses Bild wird von nun an 32 mal als normales CCIR Signal in 50 Halbbildern pro Sekunde übertragen bis ein neues integriertes Bild für die Übertragung fertig ist.
Zusätzlich können Verstärkung, Gamma, Blende und Standbild mit der externen Steuerbox gesteuert werden. Aber das beeinflusst nicht unsere Messungen.
Alle Messungen wurden unter Verwendung eines für den Fokus der VEXA LEDS vor der Kamera liegenden 50mm f=1.7 Objektiv in einem dunklen Raum gemacht.
Die Messsequenz mit 10 Bilder
Mode 00: Bereich = 0 - 20ms, LED Schritt = 2ms |
| Mode 00 ist der erste Schritt um eine Messung mit einer Übersicht zu beginnen. Diese Kameratype verwendet nahezu die gesamte Zeit eines Halbbildes zur Belichtung. Ein Test mit einer künstlichen Lichtquelle bestätigte, dass bei der Aufnahme von hellen Objekten durch keine Automatik oder durch eine andere Möglichkeit dieses Belichtungsfenster verkürzt werden kann. Nur optische Maßnahmen wie Blenden oder Filter können zur Verringerung der aufgenommenen Helligkeit verwendet werden. |
Mode 03: Bereich = 0 - 10ms, LED Schritt = 1ms |
| Mode 03 zeigt nun dass LED 1 und 2 im Bereich von 0 - 2ms nicht voll leuchten. Weitere Messungen mit höherer Auflösung sollten darüber Klarheit bringen. |
Mode 08: Bereich = 0 - 5ms, LED Schritt = 0.5ms |
| Mode 08 zeigt im Bereich von 1.0ms bis 1.5ms eine dunkle LED3. Aber ist diese LED3 wirklich komplett dunkel? |
Mode 14: Bereich = 0 - 2ms, LED Schritt = 0.2ms |
| Mode 14 zeigt nun dass die LEDs 5 - 8 im Bereich von 0.8ms bis 1.6ms wirklich dunkel sind. Das selbe Verhalten konnte in Messungen mit getrennten ungeraden und geraden Halbbildern gesehen werden. |
Mode 14: Bereich = 0 - 2ms, LED Schritt = 0.2ms - Odd field only |
| Mode 14 mit einer nur in ungeraden Halbbildern hellen LED Reihe zeigt das selbe Fenster. |
Mode 14: Bereich = 0 - 2ms, LED Schritt = 0.2ms - Even field only |
| Mode 14 mit einer nur in geraden Halbbildern hellen LED Reihe zeigt das selbe Fenster. |
| Mode 14: Bereich = 0 - 2ms, LED Schritt = 0.2ms Beide Halbbilder elektronisch in der Kamera zu einem Bild (Frame) integriert.  |
| Wieder Mode 14 aber beide Halbbilder elektronisch in der Kamera integriert - eine Überraschung. Im Moment kann ich nicht erklären warum die Kamera nun ohne dieses dunkle Fenster wie in den Bildern zuvor gezeigt, belichtet. Im Integrationsmodus scheint die Dauer oder der Zeitversatz der verschiedenen Belichtungsfenster zu wechseln. Dieses Verhalten existiert in allen neun Integrations Moden dieser Kamera. |
Mode 27: Bereich = 0.72 - 0.92ms, LED Schritt = 0.02ms |
| Zurück nun im Nichtintegrations Modus der Kamera zeigt VEXA Mode 27 den Beginn des dunklen Fensters in höherer Auflösung. Die LEDs sind in beiden Halbbildern beleuchtet. |
Mode 27: Bereich = 0.72 - 0.92ms, LED Schritt = 0.02ms - nur ungerades Halbbild |
| Mode 27 zeigt den Beginn des ungeraden dunklen Fensters bei etwa 0.79ms. LED4 ist nicht voll beleuchtet. |
Mode 27: Bereich = 0.72 - 0.92ms, LED Schritt = 0.02ms - nur gerades Halbbild |
| Mode 27 zeigt den Beginn des geraden dunklen Fensters bei 0.76ms. Es gibt eine Differenz von etwa 0.03ms zwischen ungeraden und geraden Halbbild. Das ist die halbe Zeit einer 64 Mikrosekunden dauernden PAL Zeile. |
Schlußfolgerung:
Im Integrations Modus "OFF" hat diese Kamera einen internen Zeitversatz von 760 Mikrosekunden in geraden Halbbildern und 790 Mikrosekunden in ungeraden Halbbildern zwischen Vsync Ausgangssignal und dem Ende vom optischen Belichtungsfeld.
Das ist exakt der selbe Wert wie der von Geoff Hitchcox von Christchurch in Neuseeland gemessene an einigen (nicht allen) seiner PAL Video Module und auch der selbe Wert wie an meinem Video Modul SK-1004XC/SO gemessen.
Im Moment kann ich das Verhalten der WAT-120N im Integrationsmodus nicht erklären. Ob hier kein Zeitversatz zwischen dem V_sync Ausgangs Signal und dem Belichtungsende ist oder immer ein volles Belichtungsfenster. Im Moment ist das nicht bekannt. Vorschläge dazu sind willkommen.
29. August 2006 |
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