Warum keine ISO 50, 25, 12 Einstellung

[Ferdinant]

Warum hat keine DSLR-Kamera eine ISO-Einstellung unter 100(oder irre ich mich?)
Ich hab mich mal umgeschaut und das Niedrigriste war entweder 200 oder 100.

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[MichelRT]

Weil Sensoren eine Nennempfindlichkeit haben. Meistens 100 oder 200 ISO. Kleinere Empfindlichkeiten können deswegen nur elektronisch durch nachträgliches Abschwächen der Signale erzeugt werden. Das hat aber qualitative Nachteile. Abhilfe bringt da nur ein Graufilter vor dem Objektiv.

 

[Ferdinant]

Weil Sensoren eine Nennempfindlichkeit haben. Meistens 100 oder 200 ISO.

...und ein Sensor mit einer Nennempfindlichkeit von 50 ergibt Probleme?

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

... das Niedrigriste war entweder 200 oder 100.

Wenn eine Auflösung von 1.5 Megapixel und eine Serienbildgeschwindigkeit von 0.4 fps bei einem Cropfaktor von 2.6 ausreichen, dann könnten wir hier die Kodak DCS200 aus den frühen Neunzigern anbieten. Die hatte ISO50 - ISO400. Wahrscheinlich nach Rückbau auf eine normale F80 auch wieder für Kodachrome 25 verwendbar.

 

[MichelRT]

Der hätte dann Probleme bei hohen ISOs
Ideale Lösung wären zuschaltbare optisch hochwertige Graufilter direkt vor dem Sensor im Body.

 

[HardyHH]

...und ein Sensor mit einer Nennempfindlichkeit von 50 ergibt Probleme?

Ich vermute (allerdings bin ich kein Fachmann was Elektronik angeht) ja - denn höhere ISO-Empfindlichkeiten würden dann eine noch höhere Verstärkung erfordern als bei Nennempfindlichkeit 100 oder 200, was stärker rauschen würde.

Edit: Michel war schneller

 

[Ferdinant]

Ideale Lösung wären zuschaltbare optisch hochwertige Graufilter direkt vor dem Sensor im Body.

...was auch wesentlich bequemer wäre als einen externen Graufilter draufzuschrauben.

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

zuschaltbare optisch hochwertige Graufilter direkt vor dem Sensor im Body.

... wie bei professionellen Videokameras üblich. CCDs in Videokameras haben 1/2" oder 2/3" Sensoren. Da kann man ein Filterrad vorsehen. Das Problem ist nämlich, dass immer ein Filter im Strahlengang sein muss und wenn möglich immer an der gleichen Position, sonst springt die Schärfe beim Umschalten. Bei Fotokameras stößt man hier an mechanische Grenzen. Ein Filterrad mit einmal UV und sagen wir ND4 und ND16 würde auf Grund der Sensorgröße ziemlich riesig ausfallen.

 

[habedehre]

Hallo,

Gibt es nicht eine noch relativ aktuelle Canon-DSLR mit ISO 50? Ich weiß nicht mehr, welche das war, aber ich meine, so etwas mal gelesen zu haben. Oder wurde da nur schön gerechnet?

Gruß

Christoph

 

[MichelRT]

Hallo,

Gibt es nicht eine noch relativ aktuelle Canon-DSLR mit ISO 50? Ich weiß nicht mehr, welche das war, aber ich meine, so etwas mal gelesen zu haben. Oder wurde da nur schön gerechnet?

Gruß

Christoph

Ich glaube die 5D hat eine ISO 50 Stellung, aber die ist genauso "geschummelt" wie die ISO 100 bei der D3/D300

 

[Ferdinant]

Gibt es nicht eine noch relativ aktuelle Canon-DSLR mit ISO 50?

Meinst du die 5D ?
edit: Michel war schneller

 

[polm]

Si hat eine "natürliche" (spektral änderliche) Quanteneffizienz: pro x Photon lösen soundsoviele ein Elektron/Loch aus, das in den on-board AD-Wandler flutscht.

Bei einer typischen Pixelgröße von 3 bis 15 µm /Kante hat man gleich seine (unverstärkte) Mindestempfindlichkeit. Die läßt sich durch Verstärkung erhöhen, oder eben auch abschwächen - aber dann verbrät man Energie auf dem Chip, was wiederum auf die Pixel zurückleuchten kann (Langzeitbelichung bei Spektrometerkameras...)

Unter die natürliche Empfindlichkeit zu kommen erfordert Graufilter oder gekreuzte Polarisatoren, aber wer benutzt schon sowas z.B. vor seinem Noct?

Man kann natürlich kleine Pixel machen (Füllfaktor verschlechtern), aber da kommen sich 15 Generationen von Entwicklern veralbert vor...

Schöne Fotos noch!
Phillip

 

[Retina]

Weil Sensoren eine Nennempfindlichkeit haben. Meistens 100 oder 200 ISO. Kleinere Empfindlichkeiten können deswegen nur elektronisch durch nachträgliches Abschwächen der Signale erzeugt werden. Das hat aber qualitative Nachteile. Abhilfe bringt da nur ein Graufilter vor dem Objektiv.

Das mit dem Abschwächen wäre eine feine Sache und hätte keine qualitativen Nachteile, ganz im Gegenteil (siehe unten). Ein Graufilter ist verglichen mit einer Kamera mit niedriger wählbarer Empfindlichkeit die schlechtere Wahl, da das Signal-Rauschverhältnis unvorteilhafter ausfällt.

Si hat eine "natürliche" (spektral änderliche) Quanteneffizienz: pro x Photon lösen soundsoviele ein Elektron/Loch aus, das in den on-board AD-Wandler flutscht.

Bei einer typischen Pixelgröße von 3 bis 15 µm /Kante hat man gleich seine (unverstärkte) Mindestempfindlichkeit. Die läßt sich durch Verstärkung erhöhen, oder eben auch abschwächen - aber dann verbrät man Energie auf dem Chip, was wiederum auf die Pixel zurückleuchten kann (Langzeitbelichung bei Spektrometerkameras...)

Pixelgröße und Effizienzlimit von 100% allein reichen nicht aus um eine Empfindlichkeit festzulegen. Der entscheidende Punkt der fehlt ist der Tonwerteumfang.

Empfindlichkeit ist für eine gegebene Beleuchtungssituation nicht als eine absolute Anzahl von "nachgewiesenen" Photonen (pro Fläche) sondern eine eine bestimmte "Schwärzung" (, nämlich 18%) definiert.

Die technische Frage auf Sensorebene lautet doch: Wie kann ich pro Fläche mehr Ladungen sammeln? Da ich das in einem Kondensator tue, ist die Antwort: den Plattenabstand reduzieren oder das Dielektrikum verändern. Nun ist nach meinem Verständnis der Funktion der Sensorzelle mein Kondensator auch gleichzeitig meine lichtempfindliche Zone. Wenn ich die jetzt verkleinere, dann reduziere ich auch die Wahrscheinlichkeit für den Photonennachweis, also meine Effizienz. Beim Dielektrikum habe ich auch keine Wahl, is´ halt mein dotiertes Silizium... Höhere Sammlungskapazität geht also auf Kosten der Effizienz. (Bisher wurde nur der Kondensator betrachtet. Mehr Ladungen kann ich auch schlicht über höhere Spannungen am C sammeln. Die liegen typischerweise bei 1,4V. Die Gründe, warum man die nicht weiter erhöhen will, kenne ich nicht.) Dieses "Problem" müsste das Foveon-Prinzip übrigens in verschärftem Maße haben...

Das Problem mit der Kapazitätsbeschränkung ergibt sich aus dem heutigen Sensordesign. Wenn man den Sammlungskondensator von der Photodiode entkoppeln würde, wären niedrigere Empfindlichkeiten realisierbar. ´Mal schauen, in welche Richtung die technische Weiterentwicklung geht.

Viele Grüße,
Burkhard

 

[polm]

Hallo Burkhard,
ich hatte mich schon gewundert, daß Du noch nichts hier geschrieben hattest

[...]
Pixelgröße und Effizienzlimit von 100% allein reichen nicht aus um eine Empfindlichkeit festzulegen. Der entscheidende Punkt der fehlt ist der Tonwerteumfang.

Empfindlichkeit ist für eine gegebene Beleuchtungssituation nicht als eine absolute Anzahl von "nachgewiesenen" Photonen (pro Fläche) sondern eine eine bestimmte "Schwärzung" (, nämlich 18%) definiert.

Wenn man nachdenkt (*wenn* ), hast Du recht: man kann zwar die Photonenzahl per Pixelgröße skalieren, aber rechnerisch eben nicht unterscheiden zwischen hell und dunkel.

[...]
Mehr Ladungen kann ich auch schlicht über höhere Spannungen am C sammeln. Die liegen typischerweise bei 1,4V. Die Gründe, warum man die nicht weiter erhöhen will, kenne ich nicht.)[...]

Da hätte ich eine Idee. Ich bin nicht soo vom Fach, daher kann das auch komplett falsch sein:
ich gehe davon aus, daß die Pixel in Sperrichtung gebiast sind, das verbessert ihre Empfindlichkeit. Irgendwie meine ich mich zu erinnern, daß die Sperrschichtkapazität mit höherem Bias sinkt, dafür kenne ich wiederum den Grund nicht (mehr...). Außerdem fängt man irgendwann an, das arme Pixelchen über Durchbruchspannung zu betreiben, was bei Zimmertemperatur wegen der vielen Thermik im Festkörper kaum sinnvoll geht. Außerdem ist so ein Avalanche-Pixel hoch nichtlinear.

Wenn man jetzt für hohe Isos in Sperrichtung biast und für kleine Isos dagegen.... Graufilter, definitv!

Der Kompromiß beim Film war m.E. immer "Empfindlichkeit oder Auflösung". Die Auflösung einer gegebenen Digi-Kamera ist ja nicht zu steigern, also gibt es keinen Grund, die Empfindlichkeit zu senken.

Schöne Fotos noch!
Phillip

 

[manroe]

... neben der technischen Erläuterung, warum es zur Zeit "schwierig" ist ISO 50,25,12 zur Verfügung zu stellen, würde ich gern wissen, ob ihr oder einige oder wer gerne so niedrige ISO-Zahlen hätte(t)?
Ich zumindest wünsche sie mir schon seit einiger Zeit - im Sommer mit geöffneter Blende Portraits mit wenig Tiefenschärfe z.B. :smoking:

 

[Retina]

... neben der technischen Erläuterung, warum es zur Zeit "schwierig" ist ISO 50,25,12 zur Verfügung zu stellen, würde ich gern wissen, ob ihr oder einige oder wer gerne so niedrige ISO-Zahlen hätte(t)?
Ich zumindest wünsche sie mir schon seit einiger Zeit - im Sommer mit geöffneter Blende Portraits mit wenig Tiefenschärfe z.B. :smoking:

Vorausgesetzt die niedrigere ISO-Zahl geht einher mit einer entsprechenden Erhöhung des dynamischen Bereichs (und wird nicht in einem Graufilter einfach "weggeworfen", konstante Effizienz, also), dann ist der Grund, weshalb ich gerne diese niedrigeren Werte realisiert haben möchte die Zunahme der verfügbaren Tonwerte (bei sonst gleichem Design). Es gibt natürlich mehrere Gründe für die hervorragende Qualität von Portraits aus einer digitalen Hasselblad. Einer davon ist sicherlich der größere Tonwertumfang...

Gruß,
Burkhard

 

[scw2wi]

Ich glaube nicht, dass die Herstellung einer ISO 50 Kamera schwierig wäre,
vermutlich wird es einfach nur zu wenig verlangt.

Es gibt heute Sensoren mit sehr vielen verschiedenen Auflösungen und Größen.
Die Pitchlänge variiert dabei von ca. 4 bis 10 µm.
Trotzdem haben all diese unterschiedlichen Sensoren eine native Empfindlichkeit von ISO 100 oder 200.
Dieser Wert wird wohl absichtlich genau so hingerechnet, um die bisher gewohnten ISO-Werte beim Film zu erreichen.

Der bei nativen ISO 200 dann auch noch geschummelt einstellbare ISO-100 Wert, ist auf genau den gleichen Grund zurückzuführen.

Genausogut könnten heute Kameras entwickelt werden, die nativ bei ISO 40, ISO 150 oder ISO 360 beginnen.
Die Frage ist nur, ob sie auch gekauft würden.

Walter

 

[Retina]

Ich glaube nicht, dass die Herstellung einer ISO 50 Kamera schwierig wäre,
vermutlich wird es einfach nur zu wenig verlangt.

Es gibt heute Sensoren mit sehr vielen verschiedenen Auflösungen und Größen.
Die Pitchlänge variiert dabei von ca. 4 bis 10 µm.

Das Problem sind nicht die transversalen Ausdehnungen sondern die entlang der optischen Achse. Natürlich hat die Pixelgröße einen Einfluss auf die Empfindlichkeit. Das ist aber reine Geometrie und kein prinzipielles Problem wie die Schere aus Konversiontiefe und Sammelkapazität.

Trotzdem haben all diese unterschiedlichen Sensoren eine native Empfindlichkeit von ISO 100 oder 200.
Dieser Wert wird wohl absichtlich genau so hingerechnet, um die bisher gewohnten ISO-Werte beim Film zu erreichen.

Tja, warum wohl? Das ist der als praktikabel angesehene Bereich. Also hat man den Tonwerteumfang so angepasst, dass man auch bei kleinen Pixelgrößen in der Nähe dieses Bereichs landet... mit den entsprechenden Risiken und Nebenwirkungen... :winkgrin:

Der bei nativen ISO 200 dann auch noch geschummelt einstellbare ISO-100 Wert, ist auf genau den gleichen Grund zurückzuführen.

Der geschummelte ISO100-Wert bezieht sich wohl auf die D300. Eigentlich sollte es doch bei gleichen (Pixel-)Tonwertumfang wie bei der D200 eher bei einer Basisempfindlichkeit *unterhalb* von ISO100 kommen... Mal schauen, ob ich die nächsten Wochen dazu komme das ´mal in Ruhe zu analysieren...

Gruß,
Burkhard