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了解快門是工業(yè)相機(jī)中一個(gè)重要組成部分,它的組成結(jié)構(gòu)、形式及功能是衡量照相機(jī)檔次的一個(gè)重要因素。
常見的電子快門的方式有Globalshutter(全局快門)和rollingshutter(卷簾式快門)兩種,全局快門是通過整幅圖片在同一時(shí)間曝光實(shí)現(xiàn)的。
傳感器的所有像素點(diǎn)同時(shí)收集光線,同時(shí)曝光。當(dāng)預(yù)設(shè)的曝光時(shí)間到了,傳感器停止收集光線,并將曝光圖像轉(zhuǎn)成電子圖像。
在這個(gè)過程中,并沒有實(shí)際意義上的快門存在。在曝光開始的時(shí)候,傳感器開始收集光線;在曝光結(jié)束的時(shí)候,光線收集電路被切斷,傳感器讀出值即為一副圖片。
而卷簾式快門與全局快門不同,它是通過控制芯片逐行曝光的方式實(shí)現(xiàn)的。卷簾式快門也沒有實(shí)際意義上的快門,
而是通過通斷電控制傳感器,使其不同部分在不同時(shí)間下對(duì)光的敏感度不同。
逐行進(jìn)行曝光,直至所有像素點(diǎn)都被曝光。當(dāng)然,所有的動(dòng)作在很短的時(shí)間內(nèi)完成,一般情況為1/48至1/60秒。需要注意的是,卷簾式快門采用的是逐行曝光的方式。假如物體或攝像頭在拍攝期間處于快速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),拍攝結(jié)果就可能出現(xiàn)“傾斜”、“搖擺不定”或“部分曝光”等任一種情況。
卷簾式快門是逐行順序曝光,所以不適合運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。當(dāng)采用全局快門方式曝光時(shí),所有像素在同一時(shí)刻曝光,類似于將運(yùn)動(dòng)物體凍結(jié)了,所以適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。
但是全局快門可能出現(xiàn)像糊現(xiàn)象。像糊現(xiàn)象出現(xiàn)與否取決于曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。假如曝光時(shí)間過長(zhǎng),且物體運(yùn)動(dòng)過快則會(huì)出現(xiàn)像糊;
假如曝光時(shí)間很短,類似于運(yùn)動(dòng)物體在瞬間被凍結(jié)了,則少有像糊。
一般來說,CCD工業(yè)相機(jī)是全局曝光,而CMOS工業(yè)相機(jī)既存在全局曝光又有卷簾曝光。
今天,主要帶大家詳細(xì)了解下全局曝光和卷簾曝光的區(qū)別。
全局曝光
工業(yè)相機(jī)全局曝光很容易理解,也就是說光圈打開后,整個(gè)芯片像元同時(shí)曝光。Sensor所有像素點(diǎn)同時(shí)收集光線,同時(shí)曝光。
即在曝光開始的時(shí)候,Sensor開始收集光線;在曝光結(jié)束的時(shí)候,光線收集電路被切斷。然后Sensor值讀出即為一幅照片。
因此,曝光時(shí)間與機(jī)械的開關(guān)速度有關(guān)。既然與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān),所以全局曝光存在理論上的非常小曝光的時(shí)間。
卷簾曝光
卷簾曝光:是CMOS開始曝光的時(shí)候,感光元件是從頭一行、第二行、第三行... 這樣按照順序進(jìn)行光線感測(cè),一直到整片感光組件從上到下每一行都曝光完成為止,也就是不同行像元的曝光時(shí)間不同。
此種曝光方式是當(dāng)光圈打開后,還存在具有一定間隔的卷簾來控制傳感器的曝光時(shí)間。如下圖所示,卷簾的方式是從左到右的。
因此,曝光時(shí)間的長(zhǎng)短完全取決于卷簾的開口大小與卷簾的運(yùn)動(dòng)速度。也就是說,卷簾運(yùn)動(dòng)得越快,卷簾間距越小,其傳感器的曝光時(shí)間越小。因此,卷簾曝光方式能夠具有更小的曝光時(shí)間。
但卷簾曝光整體曝光時(shí)間更長(zhǎng),另外就是在拍照的時(shí)候,假如左右工業(yè)相機(jī)有晃動(dòng),或者拍攝快速移動(dòng)的物體,就會(huì)看到畫面上下曝光時(shí)間不同而導(dǎo)致的果凍現(xiàn)象。
如果被拍攝物體相對(duì)于相機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)。用全局曝光方式拍攝,如果曝光時(shí)間過長(zhǎng),照片會(huì)產(chǎn)生像糊現(xiàn)象。像糊現(xiàn)象出現(xiàn)與否取決于曝光時(shí)間的長(zhǎng)短,假如曝光時(shí)間很短,類似于運(yùn)動(dòng)物體在瞬間被凍結(jié)了,則少有像糊。
而用卷簾曝光方式拍攝,逐行掃描速度不夠,拍攝結(jié)果就可能出現(xiàn)"傾斜"、"搖擺不定"或"部分曝光"等任一種情況。這種卷簾曝光方式拍攝出現(xiàn)的現(xiàn)象,就定義為果凍效應(yīng)。
工業(yè)相機(jī)卷簾運(yùn)動(dòng)的方式由下圖所示:卷簾在運(yùn)動(dòng)時(shí),其卷簾開口的傳感器來能接受光。
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