Page in English
VEXA ist ein Gerät um den Beginn und das Ende einer optischen Belichtung im einzelnen Video-Halbbild einer PAL oder NTSC Kamera zu zeigen.
Test Kamera war mein CCIR Video Modul SK1004XC/SO. Dieses Modul arbeitet nur mit 50 Halbbilder pro Sekunde und mit automatischer Belichtung. Die Messungen wurden in einem Innenraum bei Tageslichtbedingungen aber auf einem abgeschatteten Arbeitstisch durchgeführt.
Es soll erwähnt werden, dass hochgenaue Messungen in einem geschlossenen Raum bei Kunstlicht gemacht werden sollten. Die Helligkeit von Tageslicht kann innerhalb weniger Minuten wechseln und dadurch würden sich die Resultate einer Kamera mit automatischer Verstärkung ebenfalls ändern. Da die Sensor Empfindlichkeit von der Wellenlänge abhängt, kann die Verwendung von verschiedenen Lichtquellen mit ihren typischen unterschiedlichen Wellenlängen ebenfalls unterschiedliche Ergebnisse produzieren.
Die meisten automatischen Verstärkungsregelungen arbeiten mit Hysterese. Daher kann eine kurze Änderung der Beleuchtung eine andere Belichtungszeit bringen obwohl wieder die vorherige Beleuchtung wirksam ist.
Aber wenn es nicht notwendig ist, Resultate mit sehr hoher Genauigkeit zu erhalten, können Messungen mit VEXA in einer normalen Umgebung und innerhalb weniger Minuten durchgeführt werden.
Eine typische Messsequenz in sechs Bildern
(LEDs in beiden Halbbildern Ungerade und Gerade EIN)
Mode 00: Bereich = 0 - 20ms, LED Schritt = 2ms | Mode 00 ist der erste Schritt um eine Messung mit einer Übersicht zu beginnen. Die erste LED1 auf der linken Seite ist auch beleuchtet und daher zeigt das Bild, dass ein Zeitversatz zwischen internem Belichtungsfenster und der V_sync Ausgabe vorhanden ist. Die gesamte Belichtungszeit wird durch alle beleuchteten LEDS angezeigt (1x2ms + 4x2ms) und im Moment kann man sagen, dass sie gesamt etwa 10ms beträgt. Der nächste Schritt wird die Bestimmung des Zeitversatzes zwischen internem Belichtungsfenster und der V_sync Ausgabe sein. Dafür müssen Modes gewählt werden die die linke LED1 Zeit in höherer Auflösung anzeigen. | |
| ||
Mode 14: Bereich = 0 - 2ms, LED Schritt = 200us | Mode 14 zeigt nun mit höherer Auflösung, dass der Zeitversatz nicht wie im Mode 00 vorher angezeigt 2ms beträgt.
Man kann sehen, dass der Zeitversatz eher irgendwo im Bereich von 600 - 800us liegt. Im nächsten Schritt werden wir mit höherer zeitlicher Auflösung im Mode 21 messen. | |
| ||
Mode 21: Bereich = 0 - 1ms, LED Schritt = 100us | Mode 21 zeigt mit einer Auflösung von 100us dass der Zeitversatz im Bereich von 700 - 800us liegt. Im nächsten Mode 27 werden wir wieder mit einer höheren Zeitauflösung aber zusätzlich mit einem Versatz von 720us messen. | |
| ||
Mode 27: Bereich = 720 - 920us, LED Schritt = 20us | Mode 27 zeigt mit der maximalen Auflösung von 20us dass der Zeitversatz irgendwo im Bereich von 700 - 800us liegt. In der Zwischenzeit wurde die LED Helligkeit wegen der kurzen Leuchtzeit auf Maximum eingestellt. Und es ist sichtbar, dass LED3 und LED4 nicht in voller Helligkeit erfasst wurden. Sie schauen so gestreift aus wie sie auch ausschauen würden wenn man sie nur in einem belichteten Halbbild (Ungerade oder Gerade) aufnehmen würde. Es gibt zwei reale Gründe für diesen Eindruck. Wegen unterschiedlicher Startzeiten ist der Zeitversatz in ungeraden und geraden Halbbildern unterschiedlich und die Helligkeiten der LEDs sind zu gering für eine Aufnahme in voller Helligkeit. | |
| ||
Mode 02: Bereich = 5 - 15ms, LED Schritt = 1ms | Nach der Bestimmung des Zeitversatzes zwischen internem Belichtungsfenster und V_sync Ausgabe und der letzten Mikrosekunden des Belichtungsfensters in den Modes 14, 21 und 27 können wir nun den Rest vom gesamten Belichtungszeitfenster messen. Zur Erinnerung, das Bild von Mode 00 am Beginn zeigte eine Belichtungszeit von etwa 4x2ms = 8ms im Bereich von 12 - 20ms am Ende der LED Reihe. Aber Mode 02 zeigt nun dass LEDs im Bereich von 10 - 15ms beleuchtet werden. Was ist passiert? Dazu gibt es eine sehr einfache Erklärung. Die Umgebungshelligkeit hat sich wegen der Änderung des Tageslichtes seit der Messung in Mode 00 geändert. Daher haben wir hier die LED6 - LED10 im Bereich von 10 - 15ms beleuchtet. | |
| ||
Mode 06: Bereich = 7 - 12ms, LED Schritt = 500us | Im Mode 06 wird eine höhere Auflösung mit 500us verwendet. Aber wiederum ist ein Wechsel im Belichtungsbeginn bemerkbar. Nun beginnt das Belichtungsfenster etwa bei 9.5ms.
Was ist die Schlußfolgerung? Der Zeitversatz zwischen dem internem Belichtungsfenster und der V_sync Ausgabe liegt im Bereich von 780 - 800us. Nun am Schluß betrug die gesamte Belichtungszeit 10.5ms + Zeitversatz, das bedeutet etwa 11.3 Millisekunden. Um die Ergebnisse zu verfeinern sollten weitere Messungen in ungeraden und geraden Modes durchgeführt werden. | |
| ||
29. August 2006 |
|
Zur Startseite |
Fragen und Anregungen =>