为什么电子百叶窗会逐行曝光?


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这个问题与我之前的问题有关:为什么相机在两个窗帘之间使用狭缝而不是立即暴露整个传感器?这个问题是关于为什么电子快门会带来裂口的问题。

尽管不需要狭缝,为什么电子百叶窗会逐行曝光?
为什么传感器暂时不能整体(电子)暴露?哦,它没有暴露,是吗?这更像是“将图像下载到处理器,不是吗?

那么,为什么不能将传感器的图像数据全局下载到处理器?为什么要逐行下载?

Answers:


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那么,为什么不能将传感器的图像数据全局下载到处理器?为什么要逐行下载?

这是物理限制和简单性的问题。物理上的限制是,只有一定数量的外部连接空间—您无法将每个像素都连接到处理器并一次获取所有数据,因为没有足够的空间容纳2000万个(甚至更多)的空间从传感器到处理器的电线。甚至没有足够的空间(在传感器或处理器上)来提供足够的外部连接,无法完全同时读取一行中的所有像素。因此,您需要能够以某种方式将图像存储在传感器上,以便可以一次读取一点。

可以做的是将每个像素连接到其自己的小存储单元,以便在触发“快门”时,每个像素将在同一时间将其值存储在其各自的存储位置中。这就是所谓的全局快门,有些图像传感器正是以这种方式工作。但这增加了复杂性,这意味着每批中会有更多的芯片有缺陷,这意味着每个硅片的成品率较低,这意味着传感器价格更高。而且,所有这些额外的电路会占用空间,而这些空间最好用于更多或更大的像素。因此,他们要做的是建立足够的存储单元以一次成像单个行。将该行发送到处理器,然后读取下一行,依此类推。这是卷帘门。


@ user152435如果这回答了您的问题,介意接受答案吗?谢谢!=)
scottbb '16

实际上,在CMOS传感器中可以使用全局快门。然而,这需要添加晶体管,这减小了光感测面积并增加了复杂度。参见维基百科
Nayuki '16

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因为传感器基本上永远不会停止感应。传感器没有内置任何机制,可以防止光线照射到小电容器上的电荷泄漏。从传感器读取所有数据还需要足够长的时间,因此如果固件重置传感器,等待曝光时间然后读出数据,则图像各部分之间的曝光时间会有很大差异。

数字传感器无需机械快门即可读取连续的视频帧。但是,帧速率是固定的并且是已知的,每帧的曝光时间很长(相对于典型的静态摄影值),可以接受在不同时间曝光帧的不同部分的“滚动”曝光,并且分辨率低。

一些传感器的确具有“电子百叶窗”。这些可以在指定的时间内对光进行积分,然后冻结该值至少足够长的时间,以便读取整个阵列。但是,这会占用硅面积,通常更需要花费在数字静态相机中以更好地聚集光。

为了获得准确,快速的快门时间和当今数码相机所期望的高分辨率,需要一种具有当前技术且价格能够被市场接受的机械快门。


“传感器从不停止检测”是真的吗?保持相机电源打开会减少传感器的寿命吗?
Omne 2015年

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@Omne:否。感应不会减少感应器的寿命。
奥林·拉斯罗普

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原因是经济的。可以使用具有全局快门的CMOS传感器,但是增加的复杂性使其非常昂贵,而这种额外的成本对于很少有摄影师是合理的。

让我们以索尼摄像机型号PMW-F5与PMW-F55进行比较。全局快门是它们之间的主要区别。价格差异相当大,分别为16,000美元和29,000美元-且仅适用于吐出9兆像素的传感器。此外,F55的光敏性几乎停止。

全局快门是帧传输CCD传感器授予的。CCD的弱点是高ISO性能,因此它们仅用于某些较高价格的相机,例如某些Leica型号和中画幅相机。


移帧CCD与Wikipedia上描述的移帧CCD是否相同?对我而言,移帧是《极品飞车》中使用的FTL技术,可在太阳系内移动。
John Dvorak 2015年

@JanDvorak是的,我的意思是帧传输CCD。感谢您提醒正确的用语。
Imre 2015年
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