De verschillende camerasluiters

Review van de Nikon Z 9

Vroeger was het heel simpel. Je had een camerasluiter die open ging, en weer dicht. Dat kon een spleetsluiter zijn, ook gordijnsluiter genoemd, of een centraalsluiter. Met de komst van de mirrorless camera zijn er meer soorten bij gekomen. De mechanische sluiter, de elektronische sluiter, en de eerste gordijn elektronische sluiter. Waarin onderscheiden zich de verschillende camerasluiters. Ik zet ze op een rijtje.

Geschatte leestijd: 11 minuten

De camerasluiter heeft één belangrijke taak: het moet zorgen dat de ingestelde belichtingstijd bereikt wordt. Dit gebeurt door de film of sensor precies lang genoeg aan het licht bloot te stellen. Dat kan 1/125 seconde zijn of 30 seconden. Maar dat kan ook 1/8.000 seconde zijn. De verschillende camerasluiters doen in dat opzicht allemaal hetzelfde.

De mechanische sluiter

Van oorsprong zijn alle sluiters mechanisch. Het zijn bewegende onderdelen die gedurende de ingestelde tijd licht bij de sensor laten komen. De verschillende mechanische camerasluiters zijn de spleetsluiter, die ik vanaf nu gordijnsluiter noem, en de centraalsluiter. Elk heeft zijn eigen voordelen en nadelen.

De centraalsluiter

Van alle verschillende camerasluiters is de centraalsluiter het oudeste type sluiter. Het is een ronde sluiter die vanuit het centrum in alle richtingen gelijktijdig opent. Een centraalsluiter zit vaak op de plek waar je normaal gesproken het diafragma kan vinden. Door deze positie kan de centraalsluiter tegelijkertijd als lensopening dienen.

mechanische centraalsluiter
De mechanische centraalsluiter opent vanuit het midden naar buiten, en omgekeerd weer terug.

Bij camera’s die een vast brandpunt hebben is dit een handige oplossing. Heb je verwisselbare objectieven, dan moet elk objectief zijn eigen centraalsluiter hebben. Dit maakt de objectieven groter, zwaarder, en vooral ook duurder. Het grote voordeel van dit soort sluiters is het volledig ontbreken van het zogenaamde rolling shutter effect, en de mogelijkheid om te flitsen met elke gewenste sluitertijd.

voordelennadelen
Er kan bij alle belichtingstijden geflitst wordenEr kunnen minder snelle sluitertijden behaald worden
De sluiter bevindt zich in de optisch meest ideale positieVergt kostbare en complexe objectieven omdat de sluiter daar inzit
Geen vervorming bij het belichten (rolling shutter effect
Werkt tegelijkertijd als diafragma-opening

De gordijnsluiter

Een gordijnsluiter is in de camera ingebouwd en nooit in het objectief, wat gunstig is voor camera’s met verwisselbare objectieven. Van alle verschillende camerasluiters is dit de meest voorkomende. De gordijnsluiter bestaat uit twee ‘gordijnen.’ Eerst gaat het eerste gordijn open, waardoor het licht bij de sensor kan komen. Daarna sluit het tweede gordijn zodat de sensor wederom voor het licht afgeschermd is.

de verschillende camerasluiters
Het eerste gordijn opent vanaf de bovenkant, en waarna een tweede gordijn vanaf de bovenkant sluit.

Flits-synchronisatietijd

Er is een verschil tussen langzame en snelle sluitertijden. Bij langzame sluitertijden opent het eerste gordijn volledig voordat het tweede gordijn gaat sluiten. Bij snelle sluitertijden volgt het tweede gordijn direct op het eerste gordijn. Er ontstaat een spleet die over de sensor heen beweegt, vandaar de naam spleetsluiter. De snelste sluitertijd waarbij de hele sensor volledig open is wordt de flits-synchronisatietijd genoemd.

de verschillende camerasluiters
Bij hele snelle sluitertijden volgt het tweede gordijn het eerste heel snel op. De foto wordt belicht door een smalle spleet.

Gordijnsluiters zijn in staat om snellere sluitertijden te bereiken dan centraalsluiters. Meestal ligt het maximaal op 1/8.000 seconde. De flits-synchronisatietijd ligt in vaak rond de 1/200 seconde. De gordijnen bewegen altijd in verticale richting, van boven naar beneden, en vrijwel nooit in horizontale richting. De afgelegde afstand van de sluiter is op die manier het kortste.

voordelennadelen
Sluiter in de camera in plaats van een sluiter per objectiefHeeft een flits-synchronisatietijd
Snelle belichtingstijden zijn mogelijk, meestal tot 1/8,000Vervorming bij snelle bewegingen (rolling shutter effect)
Langzame gordijnsluiters kunnen het rolling shutter effect vertonenBij mirrorless moet het eerste gordijn eerst gesloten worden
Er is een blackout, zowel bij mirrorless als spiegelreflex

Vroeger werd een gordijnsluiter van stof gemaakt, vandaar de naam. Later is het stof vervangen door lamellen van metaal (aluminium, titanium) die niet vervormen en lichtgewicht zijn. Deze metaalsoorten maakten veel snellere bewegingen mogelijk, en daarmee snellere sluitertijden.

Mechanische sluiter bij mirrorless camera’s

Ook mirrorless camera’s kunnen een mechanische sluiter hebben. Er gaat echter nog een stap vooraf aan de werkelijke belichting. Omdat de sensor gebruikt wordt om het beeld te kunnen zien, moet het eerste gordijn gesloten worden voordat de belichting plaats kan vinden. Er zijn ook mirrorless camera’s die helemaal geen eerste gordijn meer hebben. Deze camera’s starten altijd met een elektronische sluiter, en eindigen met de mechanisch tweede gordijnsluiter.

De elektronische sluiter

De elektronische sluiter bevat geen bewegende delen meer. Dit maakt het mogelijk om zonder geluid te fotograferen. Bovendien is er geen fysieke limiet voor de sluitertijd, omdat er geen bewegende delen zijn. Hierdoor worden sluitertijden mogelijk die slechts 1/64.000 seconde duren.

Van de verschillende camerasluiters is dit type sluiter voorbehouden aan de mirrorless camera’s, die de sensor ook gebruiken voor het beeld dat je op het LCD-scherm of in de elektronische zoeker ziet. Er zijn drie verschillende soorten; de normale elektronische sluiter, de elektronische sluiter die gecombineerd is met een gordijnsluiter, en de gobale sluiter (global shutter).

De normale elektronische sluiter

Een reklame boodschap

Bij een elektronische sluiter wordt de sensor lijn voor lijn uitgelezen. Hoewel de snelheid van de sluitertijd heel snel kan zijn, wordt het uitlezen zelf beperkt door de bandbreedte: de hoeveelheid informatie die per tijdseenheid door de beeldprocessor verwerkt kan worden. Bij bewegende onderwerpen of licht dat snel van helderheid of kleur verandert, kan dat voor vertekening en kleurafwijkingen zorgen.

de verschillende camerasluiters
De elektronische sluiter zorgt dat de sensor lijn voor lijn belicht wordt.
voordelennadelen
Heel snelle belichtingstijden zijn haalbaar (tot 1/32.000 seconde of meer)Meer kans op beweging van onderwerp tijdens belichting (rolling shutter effect)
Maakt geen geluidLed-lampen en TL-lampen kunnen voor streepvorming zorgen (banding)
Grotere continu opnamesnelheid mogelijkFlits-synchronisatietijd is vaak veel langer dan bij mechanische sluiter
Geen trillingen door bewegende gordijnsluiter lamellen (shutter shock)

Elektronische eerste gordijnsluiter

Er is een combinatie mogelijk tussen een elektronische en mechanische sluiter. Dit wordt de elektronische eerste gordijnsluiter genoemd. De afkorting EFCS wordt vaak gebruikt: Electronic First Curtain Shutter. Veel moderne spiegelreflexcamera’s maken hier ook gebruik van wanneer liveview gebruikt wordt tijdens het fotograferen.

Bij deze vorm van camerasluiter wordt de belichting gestart met de elektronische sluiter. Het tweede gordijn van de gordijnsluiter wordt vervolgens gebruikt om de belichting te stoppen. Hiermee wordt het voordeel van een elektronische sluiter ook gecombineerd met de voordelen van een mechanische sluiter.

combinatie van elektronische en een gordijn
De eerste gordijn elektronische sluiter vervangt het eerste gordijn door een elektronische sluiter. Het einde van de belichting wordt bepaald door het tweede gordijn.

Van alle verschillende camerasluiters kan deze manier van belichten de onscherpte in de achtergrond sterk beïnvloeden. De bokeh is minder mooi doordat de onscherpte vervormd wordt. Dit is vaak goed merkbaar in de bekende bokeh-cirkels.

voordelennadelen
Geen trilling door het opengaan van het eerste gordijnEr kunnen beeldvervormingen optreden
Het is niet nodig om het eerste gordijn eerst te sluiten, voordat de belichting gemaakt kan wordenVaak is de kans op streepvorming bij led-lampen en TL-lampen (minder dan bij volledige elektronische sluiter
Maakt minder geluid dan een volledig gebruik van eerste en tweede gordijnsluiterBokeh is vaak minder mooi en vloeiend
Een snellere flits-synchronisatietijd is mogelijkBeeldsnelheid wordt beperkt door het mechanische tweede gordijn

Global shutter

Een manier om de meeste nadelen van een elektronische sluiter op te lossen is het in één keer uitlezen van de hele sensor. Dit is de global shutter. Dit is het beste voor te stellen als dat de sluiter in één keer volledig open is, en vervolgens in één keer volledig dicht.

Deze manier van het uitlezen van de sensor vergt een hele grote bandbreedte om het signaal te kunnen verwerken. Er is ook een hele snelle beeldprocessor noodzakelijk, zeker bij hoge resolutie-opnamen. Omdat deze sensoren veel meer elektronica hebben zijn ze minder lichtgevoelig, en vatbaar voor meer warmteontwikkeling. Het stroomverbruik ligt ook veel hoger dan bij normale elektronische sluiters.

voordelennadelen
Geen kans op rolling shutter effectStroomverbruik is vaak hoog, en er treedt meer warmteontwikkeling op
Flitsen kan bij elke gewenste sluitertijd (geen flits-synchronisatietijd)Moeilijke fabricage leidt vaak tot signaalverlies waardoor gevoeligheid achteruit gaat (hogere laagste ISO-waarde)

Rolling shutter effect

Alle verschillende camerasluiters hebben in meer of mindere mate last van het zogenaamde rolling shutter effect. De enige sluiters die dit effect niet hebben zijn de global shutter, en in mindere mate de centraalsluiter. Vooral de elektronische sluiter is erg gevoelig voor dit effect door de manier hoe de sensor uitgelezen wordt.

Het openen en dichtgaan van de verschillende camerasluiters kost tijd. Wanneer er beweging in het spel is, ofwel door het onderwerp, danwel door een panning-beweging, verplaatst het onderwerp tijdens de belichting over het beeldvlak. Is de sluiter snel genoeg, zoals bij de meeste mechanische sluiters, dan levert dit weinig probleem op; de beweging tijdens de belichting is minimaal.

De elektronische sluiter is in veel gevallen veel minder snel. Dit betekent dat de verplaatsing van het onderwerp tijdens de belichting ook een verandering op het beeldvlak laat zien. Stel dat het onderwerp links in het beeldvlak is wanneer het uitlezen van de sensor start, dan kan het onderwerp al rechts in beeld zijn wanneer het uitlezen van de sensor stopt. Daardoor wordt het beeld vervormd, wat vooral bij verticale lijnen merkbaar is. Aan de onderzijde van het beeld zal het onderwerp verder in de richting van de verplaatsing weergegeven worden. Dit wordt het rolling shuttereffect genoemd.

de verschillende camerasluiters
Als de uitlezing van de sensor traag is, zal bij een elektronische sluiter het onderwerp al in het beeld verplaatst zijn voor de totale uitlezing van de sensor klaar is. Het onderwerp wordt schuin weergegeven. Dit is het rolling shutter effect.

Uitleessnelheid digitale sensoren

Het rolling shutter effect staat los van de gekozen belichtingstijd. Het maakt daarin niet uit of je een sluitertijd van 1/500 seconde kiest, of 1/32.000 seconde. De uitlezing van de sensor zal altijd langzamer zijn. Een sensor die veel last van rolling shutter effect heeft kan een uitleessnelheid van bijvoorbeeld 65 milliseconde hebben (ongeveer 1/15 seconde). Om dit effect te voorkomen moet de uitleessnelheid in de richting van 10 milliseconde gaan (ongeveer 1/100 seconde), of nog sneller.

Rolling shutter treedt vooral op bij elektronische sluiters. Bij mechanische sluiters kan dit ook voorkomen, maar het is dan zo weinig dat het nauwelijks of niet opvalt. Alleen sommige oudere (analoge) camera’s hebben een gordijnsluiter die zo traag is dat het effect ook te zien is. De bekende foto van Jacques Henri Lartigue is daar een goed voorbeeld van.

Afdrukvertraging

Uiteindelijk maakt het in veel gevallen niet veel uit welke van de verschillende camerasluiters gebruikt wordt. Alleen wanneer in specifieke gevallen beeldfouten ontstaan kan er gekeken worden of het type camerasluiter daar een oorzaak in kan hebben. Indien er in een camera meerdere opties beschikbaar zijn, kan er gericht gekozen worden voor een van de verschillende camerasluiters.

Er is nog één laatste ding waar je rekening mee zou kunnen houden; de afdrukvertraging. Er is namelijk altijd tijd nodig om belichting en scherpstelling te meten en in te stellen. Voor een spiegelreflex moet de spiegel opgeklapt worden, voor een mechanische sluiter bij een mirrorless moet het eerste gordijn gesloten worden.

De afdrukvertraging ligt tegenwoordig ergens tussen de 20 en 80 milliseconde, wat in de meeste gevallen nauwelijks of niet merkbaar is. Zeker wanneer de scherptestelling niet direct bereikt kan worden is de afdrukvertraging van geen belang. Het is ook mogelijk om de afdrukvertraging te verkorten door de belichting al vooraf in te stellen of vooraf handmatig scherp te stellen.

Advertentie
adsense
Abonneer
Laat het weten als er
guest

6 Reacties
Nieuwste
Oudste
Inline feedbacks
Bekijk alle reacties
Rob Kempers
17 dagen geleden

En dan heb je nog dat de afdruk vertraging telkens verschillend is, althans dat merk ik bij de Canon R, terwijl bij de Canon R5 dit steeds hetzelfde is. Wel zo fijn bij highspeed waterdrop fotografie.

Rob Kempers
Antwoord aan  Nando Harmsen
14 dagen geleden

Dat varieerdt tussen 48-65 ms. Dus als je geen gelijkmatigheid hierin hebt dan produceer je geen consistentie en dat is bij highspeed waterdrop fotografie killing.

Emile Verhijden
17 dagen geleden

Mooi geschreven artikel!