ROLLEN VERSUS GLOBALE SLUITER

De belichtingstijd is de periode van de sluiter van open tot dicht. Gedurende deze periode treedt het licht op de lichtgevoelige array van de chip op en treedt er een foto-elektrisch effect op, waarna foto-elektrische ladingen worden geproduceerd. Door de A/D-transformatie wordt de grijswaardenwaarde van elke pixel weergegeven. Bij een bepaalde lichtintensiteit geldt: hoe langer de sluiter open staat, hoe langer de belichtingstijd, hoe helderder het beeld. Een lange belichtingstijd kan het traject van langzaam bewegende objecten op een beeld weergeven, en een korte belichtingstijd kan dingen nauwkeuriger vastleggen.
Met de ontwikkeling van de technologie maakte de film geleidelijk plaats voor de chip, en ook de besturingsmethode van de sluiter verandert geleidelijk van mechanische naar elektrische besturing. Bij gebruik van de elektrische besturingsmodus begint een nieuwe belichting wanneer de lading van de foto-elektrische eenheid volledig is geleegd, en wanneer de lading van de foto-elektrische eenheid is overgedragen, eindigt de belichting.
Voor de CCD / CMOS -sensor met globale sluiter start en stopt de camera de belichting van alle pixels in een array tegelijkertijd. Maar voor de CMOS-sensoren met rolluiken belicht de camera slechts één regel tegelijk, en vervolgens naar de tweede regel, enz., ze lezen regel voor regel uit, tegen de tijd dat ze de volgende regel lezen, is het object verplaatst .

Een compleet belichtingsproces is verdeeld in 4 fasen: resetten, integreren, geheugenbediening en uitlezen. Zoals weergegeven in de volgende afbeelding 3:
● Resettiming: ook wel sluitertijd genoemd. Deze fase wordt gebruikt om de lading in de foto-elektrische eenheid te wissen en ervoor te zorgen dat de elektronische sluiter wordt geopend
● Integratietiming: ook wel belichtingstijdstip genoemd. In dit stadium vindt de foto-elektrische conversie plaats en worden de foto-elektronen geproduceerd
● Geheugenwerking: in dit stadium worden de foto-elektronen uit de foto-elektrische cel verschoven
● Uitleestijdstip: in dit stadium worden de pixelgegevens overgedragen

Het verschil tussen globale sluiter en rolluik is dat de timing van de belichting precies hetzelfde is in de verschillende lijnen van het beeld.

Zoals weergegeven in de volgende afbeelding 4: in de globale sluitermodus begint en eindigt elke pixel in de sensor tegelijkertijd de belichting, dus er is een grote hoeveelheid geheugen nodig. Het hele beeld kan in het geheugen worden opgeslagen nadat de belichting is beëindigd en kan worden geleidelijk uitlezen. Het fabricageproces van de sensor is relatief complex en de prijs is relatief duur, maar het voordeel is dat hij bewegende objecten met hoge snelheid kan vastleggen zonder vervorming, en dat de toepassing uitgebreider is.

In de rolluikmodus worden verschillende lijnen van de array op verschillende tijdstippen belicht terwijl de uitgelezen 'golf' door de sensor beweegt, zoals weergegeven in de volgende afbeelding 5: de eerste lijn wordt eerst belicht, en na een uitleestijd de tweede lijn begint de belichting, enzovoort. Elke regel wordt dus voorgelezen en vervolgens kan de volgende regel worden gelezen. De rolluiksensor per pixeleenheid heeft slechts twee transistors nodig om elektronen te transporteren, dus minder warmteproductie en weinig ruis. Vergeleken met de globale sluitersensor is de structuur van de rolluiksensor eenvoudiger en goedkoper, maar omdat elke lijn niet tegelijkertijd wordt belicht, zal deze vervorming veroorzaken bij het vastleggen van snel bewegende objecten.

Het verschil in beeldvorming tussen de globale sluitersensor en de rolluiksensor komt vooral tot uiting in de dynamische beeldacquisitie:

● Bij het vastleggen van bewegende objecten met hoge snelheid treedt er gemakkelijk vervorming op in de rolluikmodus, zoals weergegeven in de volgende afbeelding 6: Bij het vastleggen van de snel draaiende ventilator worden de beelden van de globale sluitersensor en de rolluiksensor weergegeven in de linkerafbeelding en rechterafbeelding respectievelijk, de linkerafbeelding kan de vorm van het ventilatorblad perfect herstellen, maar de rechterafbeelding is vervormd.

● Bij het vastleggen van objecten met variërende helderheid kunnen er horizontale strepen met ongelijkmatige helderheid optreden in de rolluikmodus, zoals weergegeven in de volgende afbeelding 7: De belichtingstijd instellen op 5 ms en de binnenobjecten vastleggen onder de fluorescentielamp (neem de lens af) met globale respectievelijk de sluitersensor en de rolluiksensor, de rechterafbeelding heeft heldere waterrimpels op de achtergrond en de achtergrond van de linkerafbeelding is relatief uniform. Dit komt omdat de frequentie van de fluorescentielamp 50 Hz is, de periode 10 ms is (een periode van absolute waarde), de belichtingstijd van 5 ms in het helderdere bereik kan vallen, en ook in het donkere bereik kan vallen. de array belicht op verschillende tijdstippen, daarom verschenen er heldere en donkere periodevariaties in het beeld, maar bij de globale sluitersensor beginnen en eindigen alle lijnen in de sensor tegelijkertijd met de belichting, er zullen geen strepen verschijnen.

De volgende beeldreeks kan het beeldvormingsproces interpreteren van een rolluiksensor die een rennende hond vastlegt. De hond rent van rechts naar links, wanneer de eerste lijn begint te belichten, komt de kop van de hond net in het frame, en wanneer de laatste lijn begint te belichten, is de hond bijna uit het frame, elke lijn wordt zichtbaar, de hond bevindt zich op een ander niveau. positie, dus het uiteindelijke beeld toont een 'gespleten' hond.

Als de bewegingssnelheid niet zo hoog is en de helderheid langzaam wordt gevarieerd, heeft het hierboven besproken probleem weinig invloed op het beeld. Meestal is het gebruik van een globale sluitersensor in plaats van een rolluiksensor de meest fundamentele en effectieve methode bij hogesnelheidstoepassingen. In sommige kosten- of geluidsgevoelige toepassingen, of als de gebruiker om een ​​andere reden een rolluiksensor moet gebruiken, kan hij echter de flitser gebruiken om de effecten te verzachten.

Zoals weergegeven in de volgende afbeelding 9: stroboscoop is het flitssignaal dat door de camera wordt afgegeven, wanneer het stroboscoopsignaal hoog is, knippert de flitser (soms, wanneer het stroboscoopsignaal laag is, knippert de flitser), wanneer de flitser knippert, alle lijnen tegelijkertijd belichten, zodat het beeld geen vervorming vertoont.

Er zijn verschillende aspecten waar u rekening mee moet houden bij het gebruik van de synchronisatieflitsfunctie met de rolluiksensor:
● Niet in de hele belichtingstijd met een stroboscoopsignaal, als de belichtingstijd te kort is en de uitleestijd te lang, hebben alle lijnen geen overlappende belichting, is er geen stroboscoopsignaal en knippert de flitser niet
● Wanneer de tijd van de stroboscoopflits korter is dan de belichtingstijd
● Wanneer de uitgangstijd van het stroboscoopsignaal te kort is (μs-niveau), kunnen de prestaties van sommige flitsers niet voldoen aan de hogesnelheidsschakelaarvereiste, zodat de flitser het stroboscoopsignaal niet kan opvangen