الغالق الدوار هو طريقة لالتقاط الصور يتم من خلالها التقاط صورة ثابتة (في كاميرا ثابتة) أو كل إطار من مقطع فيديو (في كاميرا فيديو)، ليس عن طريق التقاط لقطة للمشهد بأكمله في لحظة واحدة من الزمن، ولكن بدلاً من ذلك عن طريق المسح الضوئي عبر المشهد بسرعة، إما عموديًا أو أفقيًا. بمعنى آخر، لا يتم تسجيل جميع أجزاء صورة المشهد في نفس اللحظة تمامًا. (على الرغم من أنه أثناء التشغيل، يتم عرض صورة المشهد بالكامل مرة واحدة، كما لو كانت تمثل لحظة واحدة من الزمن.) وينتج عن ذلك تشوهات يمكن التنبؤ بها للأجسام سريعة الحركة أو ومضات ضوئية سريعة. وهذا يتناقض مع "الغالق الشامل" الذي يتم فيه التقاط الإطار بأكمله في نفس اللحظة. ويمكن أن يكون "الغالق الدوار" ميكانيكيًا أو إلكترونيًا. وتتمثل ميزة هذه الطريقة في أن مستشعر الصورة يمكنه الاستمرار في جمع الفوتونات أثناء عملية الاستحواذ، وبالتالي زيادة الحساسية بشكل فعال. وهو موجود في العديد من الكاميرات الرقمية الثابتة وكاميرات الفيديو التي تستخدم مستشعرات CMOS. يكون التأثير أكثر وضوحًا عند تصوير ظروف الحركة القاسية أو وميض الضوء السريع.
مصراع عالمي
وضع الغالق العالميفي مستشعر الصورة، يسمح لجميع وحدات البكسل الخاصة بالمستشعر بالبدء في التعريض والتوقف عن التعريض في وقت واحد لفترة التعريض المبرمجة أثناء كل عملية التقاط للصور. بعد انتهاء وقت التعرض، تبدأ قراءة بيانات البكسل وتستمر صفًا تلو الآخر حتى تتم قراءة جميع بيانات البكسل. وينتج عن ذلك صورًا غير مشوهة دون تمايل أو انحراف. تُستخدم عادةً مستشعرات الغالق العالمية لالتقاط الأجسام المتحركة عالية السرعة.It يمكن مقارنتها بمصاريع العدسات التقليدية في كاميرات الأفلام التناظرية. مثل القزحية في العين البشرية، فهي تشبه فتحة العدسة وربما هي ما يدور في ذهنك عند التفكير في المصاريع.
يجب أن يفتح الغالق بسرعة البرق عند تحريره ويغلق فورًا في نهاية وقت التعريض الضوئي. بين الفتح والإغلاق، يتم كشف جزء الفيلم الذي سيتم التقاط الصورة فيه بالكامل مرة واحدة (التعريض العالمي).
كما هو موضح في الشكل التالي: في وضع الغالق الشامل، يبدأ كل بكسل في المستشعر وينهي التعريض الضوئي في وقت واحد، وبالتالي هناك حاجة إلى قدر كبير من الذاكرة، ويمكن تخزين الصورة بأكملها في الذاكرة بعد انتهاء التعريض الضوئي ويمكن قراءتها تدريجياً. تعد عملية تصنيع المستشعر معقدة نسبيًا والسعر باهظ الثمن نسبيًا، ولكن الميزة هي أنه يمكنه التقاط الأجسام المتحركة عالية السرعة دون تشويه، كما أن التطبيق أكثر شمولاً.
تُستخدم كاميرات الغالق العالمية في تطبيقات مثل تتبع الكرة والأتمتة الصناعية وروبوتات المستودعات والطائرات بدون طيارومراقبة حركة المرور والتعرف على الإيماءات والواقع المعزز والواقع الافتراضيإلخ.
المتداول مصراع
وضع مصراع المتداولفي الكاميرا، يتم عرض صفوف البكسل واحدًا تلو الآخر، مع إزاحة زمنية من صف إلى آخر. في البداية، يبدأ الصف العلوي من الصورة بتجميع الضوء وإنهائه. ثم يبدأ الصف التالي بجمع الضوء. يؤدي هذا إلى تأخير وقت انتهاء وبدء تجميع الضوء لصفوف متتالية. إجمالي وقت تجميع الضوء لكل صف هو نفسه تمامًا. في وضع الغالق الدوار، يتم عرض خطوط مختلفة من المصفوفة في أوقات مختلفة عندما تمر "الموجة" المقروءة عبر المستشعر، كما هو موضح في الشكل التالي: السطر الأول يتم التعريض أولاً، وبعد وقت القراءة، يبدأ السطر الثاني في التعريض، وهكذا. لذلك، يتم قراءة كل سطر ومن ثم يمكن قراءة السطر التالي. يحتاج مستشعر الغالق الدوار لكل وحدة بكسل فقط إلى ترانزستورين لنقل الإلكترون، وبالتالي إنتاج أقل للحرارة، وانخفاض مستوى الضجيج. بالمقارنة مع مستشعر الغالق العالمي، فإن هيكل مستشعر الغالق الدوار أكثر بساطة ومنخفضة التكلفة، ولكن نظرًا لعدم تعرض كل سطر في نفس الوقت، فإنه سينتج تشويهًا عند التقاط الأجسام المتحركة عالية السرعة.
كاميرا مصراع المتداوليُستخدم في الغالب لالتقاط كائنات بطيئة الحركة مثل الجرارات الزراعية، والناقلات بطيئة السرعة، والتطبيقات المستقلة مثل الأكشاك، والماسحات الضوئية للرموز الشريطية، وما إلى ذلك.
كيفية تجنب؟
إذا لم تكن سرعة الحركة عالية جدًا، وكان السطوع متنوعًا ببطء، فإن المشكلة التي تمت مناقشتها أعلاه ليس لها تأثير يذكر على الصورة. عادة، يعد استخدام مستشعر الغالق الشامل بدلاً من مستشعر الغالق المتداول هو الطريقة الأساسية والفعالة في التطبيقات عالية السرعة. ومع ذلك، في بعض التطبيقات الحساسة للتكلفة أو الحساسة للضوضاء، أو إذا كان على المستخدم استخدام مستشعر الغالق لسبب آخر، فيمكنه استخدام الفلاش للتخفيف من التأثيرات. هناك عدة جوانب يجب أن تكون على دراية بها عند استخدام ميزة فلاش المزامنة مع مستشعر الغالق المتداول:● ليس في جميع أوقات التعريض التي تحتوي على خرج إشارة قوية، عندما يكون وقت التعريض قصير جدًا ووقت القراءة طويل جدًا، لا تحتوي جميع الخطوط على تعريض ضوئي متداخل، ولا يوجد إخراج إشارة قوية، ولا يومض الوامض● عندما يكون وقت فلاش القوية أقصر من وقت التعرض● عندما يكون وقت إخراج الإشارة القوية قصيرًا جدًا (مستوى μs)، فإن بعض أداء القوية لا يمكن أن يلبي متطلبات التبديل عالية السرعة، لذلك لا يستطيع القوية التقاط الإشارة القوية
وقت النشر: 20 نوفمبر 2022
