Bildstabilisierung und die summenden Objektive

[RoDo]

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Hallo zusammen,

 

in einem anderen Thread ging's hoch her über die Arbeitsweise des OIS.

 

Bei Tamron gibt's eine interessante Seite und ein vergrößerbares Bild: Tamron Europe: VC Technologie

 

Hier kann man sehen, dass das Stabilierungselement von drei Spulen gehalten und auch bewegt wird. Und das mit 4 kHz.

 

Diese 4 kHz gelangen natürlich auch als minimale Schwingungen in das Objektivgehäuse und sind dann hörbar. Auch bei abgeschaltetem OIS (oder VC, wie Tamron das nennt), denn das Abschalten bedeuten wohl nur ein Abschalten der Sensorsignale. Die Spulen müssen das Stabilisierungselement dann in der Nulllage halten.

 

OK, Ursache für das Summen geklärt.

 

@Stef: Wenn Du dein Ohr bei eingeschalteter Kamera an das Tamron Objektiv hälst, hörst Du dann ein leises Fiepen (4 kHz ist ein schon hoher Ton) ?

 

Grüße ... Rolf

bearbeitet 22. April 2010 von RoDo

[Stef]

Meins ist für's Sony/Minolta-Bajonett, da ist der Sensor stablilisiert

[RoDo]

Außerdem hat das Tamron gar keinen eingebauten Stabilisator, wie ich inzwischen gesehen habe

 

Ist also muksmäuschenstill!

 

Grüße ... Rolf

[Stef]

Halte ich für ein Makro, das als solches eingesetzt wird, eh für recht überflüssig, weil für gescheite Aufnahmen in Richtung 1:1 hilft eh nur ein Stativ.

[isaac]

Hallo Rolf!

Bei Tamron gibt's eine interessante Seite und ein vergrößerbares Bild: Tamron Europe: VC Technologie

 

Hier kann man sehen, dass das Stabilierungselement von drei Spulen gehalten und auch bewegt wird. Und das mit 4 kHz.

Nun, diese "4 kHz" muß man genau interpretieren. Das heißt natürlich keinesfalls, daß da was mit der (Ton)Frequenz von 4000 Hz permanent schwingt, für mich heißt das nur, daß die Regelgeschwindigkeit 0.25ms (oder 250µs) beträgt.

Diese 4 kHz gelangen natürlich auch als minimale Schwingungen in das Objektivgehäuse und sind dann hörbar. Auch bei abgeschaltetem OIS (oder VC, wie Tamron das nennt), denn das Abschalten bedeuten wohl nur ein Abschalten der Sensorsignale. Die Spulen müssen das Stabilisierungselement dann in der Nulllage halten.

:-)

Es wird hoffentlich nie zu Schwingungen kommen, das wäre ja fatal für einen Regelkreis.

Das ganze ist eine sinnvolle Anordnung von drei Voice Coil Motoren (so ähnlich wie sie auch zum Kopfpositionieren bei Festplatten eingesetzt werden) und die werden mit Gleichspannung betrieben.

OK, Ursache für das Summen geklärt.

Nein, ich fürchte, da mußt du zuerst einen Paradigmenwechsel durchmachen :-)

 

@Stef: Wenn Du dein Ohr bei eingeschalteter Kamera an das Tamron Objektiv hälst, hörst Du dann ein leises Fiepen (4 kHz ist ein schon hoher Ton) ?

Rolf! Um Gottes Willen! Was soll da fiepen???

 

Die drei Magnete werden von je einem konstanten Magnetfeld (induziert durch einen konstanten Gleichstrom) in Position gehalten.

Wenn die Sensoren eine Bewegung des Objektives feststellen, dann wird nur in den drei Spulen jeweils die anliegende Gleichspannung korrigiert, damit die Magnete das Stellglied (also die bewegliche Linse) in die richtige Position bringen. Die drei Stahlkugeln stellen das dar, was sie sind, ein minimalistisches Kugellager.

Die 4kHz kannst du auch so deuten, daß der ganze Klapperatismus auch dann noch funktionieren würde, wenn das ganze Objektiv mit maximal 4 kHz schwingen würde (also wenn das Objektiv zB fix mit einer Lautsprechermembran verbunden wäe und der Lautsprecher mit 4 kHz beaufschlagt würde).

Noch anders gesagt, die Responsetime des Regelkreises ist 250µs.

[Diethard]

Hallo

 

Beim Canon 70-300IS wird der Bildstabilisator definitiv abgeschaltet. Ohne Bildstabilisierung hört man keinen Mucks. Kurz bevor der Stabi abschaltet, hört man ein kurzes Klickgeräusch, dann ist Ruhe. Ich nehme an, das hier eine feste, mechanisch fixierte Parkposition eingenommen wird.

 

Auch ein Schwimmen des Sucherbildes im Stabi-Modus ist nicht zu verzeichenen. Ich nehme an, der Stabi der Panasonic-Objektive an den G-Modellen ist für Video optimiert, der des Canon für Standbilder (Fotos). Sagte ich aber schon mal (glaube ich).

 

PS: Hat jemand eine Vorstellung, was das Stabilisierungselement optisch ist?

bearbeitet 22. April 2010 von Diethard

[RoDo]

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Hallo Harald,

 

immer wieder schön mit Dir zu diskutieren.

 

Es wird hoffentlich nie zu Schwingungen kommen, das wäre ja fatal für einen Regelkreis.

Das ganze ist eine sinnvolle Anordnung von drei Voice Coil Motoren (so ähnlich wie sie auch zum Kopfpositionieren bei Festplatten eingesetzt werden) und die werden mit Gleichspannung betrieben.

Die drei Magnete werden von je einem konstanten Magnetfeld (induziert durch einen konstanten Gleichstrom) in Position gehalten.

Der Hinweis auf die Voice-Coil-Antriebe à la Kopfantrieb bei Festplatten ist nur bedingt richtig. Denn da bewegt sich eine Spule in einem extrem starken Magnetfeld.

 

Hier liegt das wohl anders. Der Montagedurchmesser der Magnete wird kleiner sein als der Mittelkreis der Antriebsspulen. Nun ist Gleichstrom gestern und PWM (Pulsweitenmodulation) heute. Werden die drei Spulen gleichzeitig mit gleichlangen Impulsen angefahren, dann positioniert sich das Korrekturelement in der Mitte. Werden jetzt für einzelne Spulen die Pulsweiten gegenläufig verändert, dann wandert das Ausgleichselement in die Richtung der längeren Impulsweite, der größeren Kraft. In den Impulspausen wird über Hallsensoren, die in der Mitte der Spulen erkennbar sind, die Lage vermessen, mit dem Sollwert verglichen, und dann werden drei neue Impulse unterschiedlicher Dauer errechnet, um erneut zu justieren.

Nun, diese "4 kHz" muß man genau interpretieren. Das heißt natürlich keinesfalls, daß da was mit der (Ton)Frequenz von 4000 Hz permanent schwingt, für mich heißt das nur, daß die Regelgeschwindigkeit 0.25ms (oder 250µs) beträgt.

Doch, ich interpretiere die Beschreibung so, dass die Lage mit 4 kHz korrigiert wird.

Nein, ich fürchte, da mußt du zuerst einen Paradigmenwechsel durchmachen :-)

Rolf! Um Gottes Willen! Was soll da fiepen???

Jeder Impuls übt einen kleinen Kraftstoß auf das Korrekturelement aus und das führt zu dem schwer hörbaren Summen, was eigentlich nur als Körperschall, eben das Auflegen auf das Ohr, wahrnehmbar ist.

Wenn die Sensoren eine Bewegung des Objektives feststellen, dann wird nur in den drei Spulen jeweils die anliegende Gleichspannung korrigiert, damit die Magnete das Stellglied (also die bewegliche Linse) in die richtige Position bringen. Die drei Stahlkugeln stellen das dar, was sie sind, ein minimalistisches Kugellager.

Ja, das ist richtig, bis auf den Gleichstrom.

 

Grüße … Rolf

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[mjh]

Doch, ich interpretiere die Beschreibung so, dass die Lage mit 4 kHz korrigiert wird.

Da gibt es eigentlich nicht viel zu interpretieren: „Das System arbeitet mit 4000Hz, d.h. eine Korrektur erfolgt 4000 mal pro Sekunde.“ Das heißt für mich, dass Harald recht hat. Ein schwingender Bildstabilisator wäre auch eine ganz schlechte Idee.

[RoDo]

Da gibt es eigentlich nicht viel zu interpretieren: „Das System arbeitet mit 4000Hz, d.h. eine Korrektur erfolgt 4000 mal pro Sekunde.“ Das heißt für mich, dass Harald recht hat. Ein schwingender Bildstabilisator wäre auch eine ganz schlechte Idee.

Doch, der Bildstabilisator kann schon mit 4 kHz und einer sehr kleinen Amplitude in sich schwingen. Die Lagekorrektur erfolgt all 250 µs, wenn Harald richtig gerechnet hat.

 

Grüße ... Rolf

[mjh]

Doch, der Bildstabilisator kann schon mit 4 kHz und einer sehr kleinen Amplitude in sich schwingen. Die Lagekorrektur erfolgt all 250 µs, wenn Harald richtig gerechnet hat.

Wenn sich den Korrekturbewegungen eine Schwingung überlagern würde, wäre das immer schlecht, auch bei kleiner Amplitude. Man will ja Bewegungsunschärfe verhindern und keinen magnetisch betriebenen Weichzeichner bauen. Und warum sollte die Frequenz der von Dir vermuteten pulsbreitenmodulierten Ansteuerung identisch mit der Frequenz sein, mit der (alle 250 µs, also mit 4 kHz) die Korrekturwerte berechnet werden? Da würde man doch, wenn schon, eine höhere Frequenz wählen? Und warum sollte Tamron überhaupt die Frequenz eines pulsbreitenmodulierten Trägersignals angeben, wenn sie mit keinem Wort erwähnen, dass hier überhaupt eine Pulsbreitenmodulation im Spiel wäre? Mir scheint, Du interpretierst da etwas in den Text hinein, das nicht drin steht.

[RoDo]

Wenn sich den Korrekturbewegungen eine Schwingung überlagern würde, wäre das immer schlecht, auch bei kleiner Amplitude.

Ich habe gerade nochmal in meine stabilisierten G-Objektive hineingehört, was bein 14-45er beim laufenden PC wegen des Lüftergeräuschs erfolglos war. Erst in einem Raum ohne Nebengeräusche habe ich etwas gehört.

 

Bei beiden Objektiven hört man, am Besten, wenn von der Kamera getrennt, beim Schütteln mit deutlichem Klack-Klack das Korrekturglied in seiner "Parkposition" klappern. Schaltet man die Kamera ein, so wird das Korrekturglied mit einem deutlichen Klack in seine Arbeitsposition gehoben und es klappert nichts mehr beim Schütteln. Die Spulen haben das Korrekturglied an den Magneten im Griff.

 

Man hört jetzt nur noch ein Nuscheln, was ich mal für das Laufgeräusch eines Motörchens gehalten hatte. Aber dieses Nuscheln ist das Hin- und Hergeschiebe des Korrekturglieds.

 

Tamron behauptet nun "Das System arbeitet mit 4000Hz, d.h. eine Korrektur erfolgt 4000 mal pro Sekunde." Das hebt die Frequenz des Nuschelns ganz schön an, weil ja das Korrekturglied bis zu 4000 mal pro Sekunde verstellt wird!

 

Jetzt geht aus der schönen Explosions-Zeichnung bei Tamron hervor, dass der Träger des Korrekturglieds auf drei Kügelchen getragen wird. Das sind punktförmige Stützpunkte und der Rest des Trägers hängt im Freien. Auch die Magnete, denn es muss ja ein kleiner Spalt zwischen Magnet und Spule bleiben, damit der Magnet nicht an der Spule kleben bleibt.

 

Bis zu 4000 mal in der Sekunde zupft jetzt die Steuerung an den Magneten, um sie dahin zu steuern, wo sie hingehören. In den Pulspausen schwebt das Korrekturglied wegen der eigenen Trägheit ohne jede Fixierung.

 

Schneller geht's kaum! Denn der Microprozessor braucht bitte auch noch ein paar Takte zur Berechnung.

 

Grüße ... Rolf

[Diethard]

Schneller geht's kaum! Denn der Microprozessor braucht bitte auch noch ein paar Takte zur Berechnung.

Grüße ... Rolf

Ich glaube eher die mechanische Trägheit des Korrekturgliedes setzt hier eine Grenze.

[RoDo]

Ich glaube eher die mechanische Trägheit des Korrekturgliedes setzt hier eine Grenze.

Könnte sein. Da kommen sich Massenträgheit und Rechengeschwindigkeit entgegen.