25/08/21Nan mond imaj dijital la, gen kèk faktè teknik ki enfliyanse kalite imaj la otan ke kalite obturatè elektwonik ki nan detèktè w la. Kit w ap filme pwosesis endistriyèl rapid, sekans sinematik, oswa kaptire fenomèn astwonomik ki fèb, teknoloji obturatè ki andedan kamera CMOS ou a jwe yon wòl enpòtan nan jan imaj final ou a ye.
De kalite prensipal obturateur elektwonik CMOS yo, obturateur global yo ak obturateur woulant yo, pran apwòch trè diferan pou ekspoze ak li limyè ki soti nan yon detèktè. Li esansyèl pou konprann diferans yo, fòs yo, ak konpwomi yo si ou vle adapte sistèm imaj ou a ak aplikasyon ou an.
Atik sa a pral eksplike kisa vole elektwonik CMOS yo ye, kijan vole mondyal yo ak vole woule yo fonksyone, kijan yo pèfòme nan sitiyasyon reyèl, epi kijan pou deside kilès ki pi bon pou ou.
Ki sa ki vole elektwonik CMOS yo?
Yon Capteur CMOS se kè pifò kamera modèn yo. Li responsab pou konvèti limyè k ap rantre an siyal elektrik ke yo ka trete an yon imaj. "Deklanchè" a nan yonKamera CMOSpa nesesèman yon rido mekanik—anpil modèl modèn konte sou yon vole elektwonik ki kontwole kijan ak ki lè pixel yo kaptire limyè.
Kontrèman ak yon obturatè mekanik ki bloke limyè fizikman, yon obturatè elektwonik fonksyone lè li kòmanse epi li kanpe koule chaj la nan chak pixel. Nan imaj CMOS, gen de prensipal achitekti obturatè elektwonik: obturatè global ak obturatè woule.
Poukisa distenksyon enpòtan? Paske metòd ekspozisyon ak lekti a afekte dirèkteman:
● Rann mouvman ak distòsyon
● Netteté imaj la
● Sansiblite nan limyè fèb
● Vitès imaj ak latans
● Konvenyans jeneral pou diferan kalite fotografi, videyo, ak imaj syantifik
Konprann Global Shutter la
Sous: Capteur Vole Global GMAX3405
Kijan Global Shutter Fonksyone
Kamera CMOS Global shutter yo kòmanse epi fini ekspozisyon yo an menm tan sou tout detèktè a. Sa a reyalize lè l sèvi avèk 5 oswa plis tranzistò pou chak pixel, ak yon 'storagenode' ki kenbe chaj fotoelektwon yo te akeri pandan lekti a. Sekans yon ekspozisyon se jan sa a:
1. Kòmanse ekspozisyon an menm tan nan chak pixel lè w retire chaj yo te akeri yo nan tè a.
2. Tann tan ekspozisyon ou te chwazi a.
3. Nan fen ekspozisyon an, deplase chaj yo te akeri yo nan ne depo a nan chak pixel, pou mete fen nan ekspozisyon imaj sa a.
4. Ranje pa ranje, deplase elektwon yo nan kondansateur lekti pixel la, epi transmèt vòltaj akimile a bay achitekti lekti a, sa ki abouti nan konvètisè analòg-a-dijital yo (ADC). Anjeneral, pwochen ekspozisyon an ka fèt an menm tan ak etap sa a.
Avantaj Global Shutter la
● Pa gen Distòsyon Mouvman – Sijè k ap deplase yo kenbe fòm ak jeyometri yo san yo pa gen defòmasyon oswa tranbleman ki ka rive ak lekti sekansyèl.
● Kaptire Gwo Vitès – Ideyal pou bloke mouvman nan sèn k ap deplase rapidman, tankou nan espò, robotik, oswa kontwòl kalite fabrikasyon.
● Latans ki ba – Tout done imaj yo disponib an menm tan, sa ki pèmèt yon senkronizasyon presi ak evènman ekstèn, tankou pulsasyon lazè oswa limyè stroboskopik.
Limitasyon Obturatè Global la
● Sansiblite Limyè ki Pi Ba – Gen kèk konsepsyon pixel obturateur global ki sakrifye efikasite koleksyon limyè pou akomode sikui ki nesesè pou ekspozisyon similtane.
● Pri ak Konpleksite ki pi wo – Fabrikasyon pi difisil, sa ki souvan lakòz pri ki pi wo konpare ak tokay volet woulant yo.
● Potansyèl pou Ogmantasyon Bri – Tou depan de konsepsyon detèktè a, elektwonik anplis pou chak pixel ka lakòz yon ti kras plis bri lekti.
Konprann Volan Woulant
Kijan Vole Woulant Fonksyone
Lè l sèvi avèk sèlman 4 tranzistò epi san okenn ne depo, fòm konsepsyon piksèl CMOS ki pi senp sa a mennen nan yon operasyon obturateur elektwonik ki pi konplike. Piksèl obturateur woule yo kòmanse epi yo sispann ekspozisyon detèktè a yon ranje alafwa, 'woule' detèktè a desann. Sekans opoze a (ki montre tou nan figi a) swiv pou chak ekspozisyon:
Figi: Pwosesis obturateur woule pou yon detèktè kamera 6x6 pixel
Premye imaj la kòmanse ekspozisyon an (jòn) anlè detèktè a, li desann nan yon vitès yon liy pa liy. Yon fwa ekspozisyon an fini pou liy anlè a, lekti a (vyolèt) ki te swiv pa kòmansman pwochen ekspozisyon an (ble) desann detèktè a.
1. Kòmanse ekspoze a ranje anwo detèktè a lè w retire chaj yo te akeri yo nan tè a.
2. Apre 'tan ranje' a fin pase, ale nan dezyèm ranje detèktè a epi kòmanse ekspozisyon an, repete desann detèktè a.
3. Yon fwa tan ekspozisyon ki te mande a fini pou ranje ki anlè a, fini ekspozisyon an lè w voye chaj yo te jwenn yo atravè achitekti lekti a. Tan ki pran pou fè sa a se 'tan ranje' a.
4. Le pli vit ke lekti a fini pou yon ranje, li pare pou rekòmanse ekspozisyon an depi Etap 1, menm si sa vle di sipèpoze ak lòt ranje k ap fè ekspozisyon anvan an.
Avantaj Vole Woulant
●Pi bon pèfòmans nan limyè fèb– Desen pixel yo ka bay priyorite a koleksyon limyè, amelyore rapò siyal-bri nan kondisyon fènwa.
●Pi gwo ranje dinamik– Desen lekti sekansyèl yo ka jere limyè ki pi klere ak lonbray ki pi fonse avèk plis gras.
●Pi Abòdab– Detèktè CMOS ak obturateur woule yo pi komen epi yo pi ekonomik pou fabrike.
Limitasyon Vole Woulant
●Atifak Mouvman– Sijè k ap deplase rapidman ka parèt panche oswa koube, sa yo rele "efè vole woulant" la.
●Efè Jello nan Videyo– Seri filme alamen ki vibre oubyen ki deplase rapidman ka fè imaj la tranble.
●Difikilte senkronizasyon– Mwens ideyal pou aplikasyon ki mande yon moman presi ak evènman ekstèn yo.
Global vs. Rolling Shutter: Konparezon Kòt a Kòt
Men yon apèsi jeneral sou kijan volet woule ak volet mondyal yo konpare:
| Karakteristik | Vole Woulant | Vole mondyal |
| Konsepsyon Pixel | 4-tranzistò (4T), pa gen okenn ne depo | 5+ tranzistò, gen ladan ne depo |
| Sansiblite limyè | Pi gwo faktè ranpli, fasil pou adapte ak fòma ki eklere pa dèyè → pi gwo QE | Pi ba faktè ranpli, BSI pi konplèks |
| Pèfòmans Bri | Anjeneral, mwens bri lekti | Ka gen yon ti kras pi gwo bri akòz sikui adisyonèl la |
| Distòsyon Mouvman | Posib (defòmasyon, tranbleman, efè jele) | Okenn — tout pixel yo ekspoze an menm tan |
| Potansyèl Vitès | Ka sipèpoze ekspozisyon epi li plizyè ranje; souvan pi rapid nan kèk desen | Limite pa lekti plen kad, menm si lekti divize ka ede |
| Pri | Pi ba pri fabrikasyon | Pi gwo pri fabrikasyon |
| Pi bon ka itilizasyon yo | Imaj nan limyè fèb, sinematografi, fotografi an jeneral | Kaptire mouvman gwo vitès, enspeksyon endistriyèl, metroloji presizyon |
Diferans Pèfòmans Nwayo
Piksèl obturateur woule yo tipikman itilize yon konsepsyon 4-tranzistò (4T) san yon ne depo, alòske obturateur mondyal yo mande 5 oswa plis tranzistò pou chak pixel plis sikui adisyonèl pou estoke fotoelektwon anvan lekti.
●Faktè ranpli ak sansiblite– Achitekti 4T ki pi senp lan pèmèt yon faktè ranpli pixel ki pi wo, sa vle di plis sifas chak pixel dedye pou koleksyon limyè. Konsepsyon sa a, konbine avèk lefèt ke detèktè obturateur woule yo ka adapte pi fasilman ak yon fòma ki eklere pa dèyè, souvan lakòz yon pi gwo efikasite kwantik.
●Pèfòmans Bri– Mwens tranzistò ak sikui mwens konplèks vle di jeneralman volet woulant yo montre mwens bri lekti, sa ki fè yo pi byen adapte pou aplikasyon ki gen fèb limyè.
●Potansyèl Vitès– Vole woulan yo ka pi rapid nan sèten achitekti paske yo pèmèt ekspozisyon ak lekti sipèpoze, byenke sa depann anpil de konsepsyon detèktè a ak elektwonik lekti yo.
Pri ak Fabrikasyon - Senplisite pixel vole woule yo tipikman tradui an pi ba pri pwodiksyon konpare ak vole mondyal yo.
Konsiderasyon ak Teknik Avanse
Vole Pseudo-Global
Nan sitiyasyon kote ou ka kontwole avèk presizyon ki lè limyè rive nan detèktè a—tankou lè w ap itilize yon sous limyè LED oswa lazè ki deklanche pa pyès ki nan konpitè—ou ka reyalize rezilta "tankou global" ak yon obturateur woule. Metòd obturateur pseudo-global sa a senkronize ekleraj la ak fenèt ekspozisyon an, minimize atifak mouvman san yo pa mande yon vrè konsepsyon obturateur global.
Sipèpoze Imaj
Capteur obturateur woulant yo ka kòmanse ekspoze pwochen imaj la anvan lekti imaj aktyèl la fini. Ekspozisyon sipèpoze sa a amelyore sik devwa a epi li benefik pou aplikasyon gwo vitès kote kaptire kantite maksimòm imaj pa segonn enpòtan anpil, men li ka konplike eksperyans ki sansib a tan.
Lekti plizyè ranje
Anpil kamera CMOS gwo vitès ka li plis pase yon ranje pixel alafwa. Nan kèk mòd, ranje yo li an pè; nan konsepsyon avanse, jiska kat ranje ka li an menm tan, sa ki efektivman diminye tan lekti total imaj la.
Achitekti Capteur Split
Tou de volet woule ak volet mondyal yo ka itilize yon layout detèktè divize, kote detèktè imaj la divize vètikalman an de mwatye, chak ak pwòp ranje ADC li yo.
● Nan detèktè divize ak volet woule, lekti a souvan kòmanse nan sant la epi li woule deyò anlè ak anba, sa ki diminye latans plis toujou.
● Nan konsepsyon obturateur global yo, lekti divize a ka amelyore vitès imaj yo san chanje similtaneite ekspozisyon an.
Kijan pou chwazi pou aplikasyon w lan: Vole woulant oswa Vole mondyal?
Obturatè mondyal la ka benefisye aplikasyon yo
● Mande yon kronometraj trè presi pou evènman yo
● Mande tan ekspozisyon trè kout
● Mande yon reta mwens pase milisegond anvan yon akizisyon kòmanse pou senkronize ak yon evènman.
● Kaptire mouvman oswa dinamik gwo echèl sou yon echèl tan ki sanble oswa pi rapid ak yon obturateur woule
● Mande akizisyon similtane atravè detèktè a, men li pa ka kontwole sous limyè yo pou itilize yon obturatè pseudo-global atravè yon gwo zòn.
Vole woule a ka benefisye aplikasyon yo
● Aplikasyon difisil nan limyè fèb: Efikasite kwantik adisyonèl ak bri ki pi ba nan kamera woulant yo souvan mennen nan yon amelyorasyon nan rapò signal-bruit (SNR).
● Aplikasyon gwo vitès kote similtaneite egzak atravè detèktè a pa enpòtan, oubyen reta a piti konpare ak delè eksperimantal yo
● Lòt aplikasyon ki pi jeneral kote senplisite fabrikasyon ak pi ba pri kamera woulant yo benefisye.
Move konsepsyon komen
1. "Vole woule toujou move."
Se pa vre—voletè woule yo ideyal pou anpil ka itilizasyon epi souvan yo pi pèfòman pase voletè mondyal yo nan fèb limyè ak nan yon seri dinamik.
2. "Obturatè mondyal la toujou pi bon."
Malgre ke kaptire san distòsyon se yon avantaj, konpwomi yo nan pri, bri, ak sansiblite ka depase benefis imaj ki pi dousman.
3. "Ou pa ka filme videyo ak yon obturateur woule."
Anpil kamera sinema wo nivo itilize volet woulant efektivman; teknik atansyon pou tire foto ka minimize atifak yo.
4. "Obturatè mondyal yo elimine tout flou mouvman."
Yo anpeche distòsyon jeyometrik, men flou mouvman akòz tan ekspozisyon ki long ka toujou rive.
Konklizyon
Chwa ant teknoloji obturateur global ak rolling nan yon kamera CMOS depann de balans ki genyen ant jesyon mouvman, sansiblite limyè, pri, ak bezwen espesifik aplikasyon ou an.
● Si ou bezwen kaptire san distòsyon pou sèn k ap deplase rapidman, obturateur global la se chwa ki pi bon an.
● Si ou bay priyorite a pèfòmans nan limyè fèb, seri dinamik ak bidjè, souvan obturateur woule a bay pi bon rezilta yo.
Konprann diferans sa yo asire ou ka chwazi bon zouti a—kit se pou imaj syantifik, siveyans endistriyèl, oswa pwodiksyon kreyatif.
Kesyon yo poze souvan
Ki kalite obturateur ki pi bon pou fotografi ayeryen oswa katografi ak dron?
Pou katografi, topografi, ak enspeksyon kote presizyon jeyometrik enpòtan anpil, yo prefere yon obturatè global pou evite distòsyon. Sepandan, pou videyo ayeryen kreyatif, yon obturatè woule ka toujou bay ekselan rezilta si mouvman yo kontwole.
Ki jan chwa obturatè a afekte imaj nan fèb limyè?
Vole woulant yo jeneralman gen yon avantaj nan pèfòmans nan limyè fèb paske konsepsyon pixel yo ka bay priyorite a efikasite koleksyon limyè. Vole global yo ka mande sikui ki pi konplèks ki ka diminye sansiblite yon ti kras, byenke konsepsyon modèn yo ap diminye diferans sa a.
Kijan kalite vole a afekte yonkamera syantifik?
Nan imajri syantifik gwo vitès—tankou swiv patikil, dinamik selilè, oswa balistik—yon obturatè global souvan esansyèl pou evite distòsyon mouvman. Men, pou mikwoskopi fliyoresans nan limyè fèb, yonKamera sCMOSavèk yon obturateur woule pou maksimize sansiblite ak ranje dinamik.
Ki pi bon pou enspeksyon endistriyèl?
Nan pifò travay enspeksyon endistriyèl yo—sitou sa yo ki enplike senti transporteuz an mouvman, robotik, oswa vizyon machin—yon obturateur mondyal se chwa ki pi an sekirite pou asire mezi presi san erè jeyometrik ki pwovoke pa mouvman.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Tout dwa rezève. Lè w ap site, tanpri bay non sous la:www.tucsen.com
