L'obturateur roulant est une méthode de capture d'image dans laquelle une image fixe (dans un appareil photo fixe) ou chaque image d'une vidéo (dans une caméra vidéo) est capturée, non pas en prenant un instantané de la scène entière à un seul instant, mais plutôt en balayant rapidement la scène, soit verticalement, soit horizontalement. Autrement dit, toutes les parties de l’image de la scène ne sont pas enregistrées exactement au même instant. (Cependant, pendant la lecture, l'image entière de la scène est affichée en même temps, comme si elle représentait un seul instant dans le temps.) Cela produit des distorsions prévisibles d'objets en mouvement rapide ou des éclairs de lumière rapides. Cela contraste avec le « volet global » dans lequel l'image entière est capturée au même instant. Le « volet roulant » peut être mécanique ou électronique. L’avantage de cette méthode est que le capteur d’image peut continuer à collecter des photons pendant le processus d’acquisition, augmentant ainsi efficacement la sensibilité. On le trouve sur de nombreux appareils photo et appareils photo numériques utilisant des capteurs CMOS. L'effet est plus visible lors de l'imagerie de conditions de mouvement extrêmes ou du clignotement rapide de la lumière..
Obturateur global
Mode d'obturation globaldans un capteur d'image permet à tous les pixels du capteur de commencer à exposer et d'arrêter d'exposer simultanément pendant la période d'exposition programmée lors de chaque acquisition d'image. Après la fin du temps d'exposition, la lecture des données de pixels commence et se poursuit ligne par ligne jusqu'à ce que toutes les données de pixels aient été lues. Cela produit des images non déformées, sans oscillation ni inclinaison. Les capteurs à obturateur global sont généralement utilisés pour capturer des objets en mouvement à grande vitesse.It peut être comparé aux obturateurs d'objectif conventionnels des appareils photo analogiques. Comme l'iris de l'œil humain, ils ressemblent à l'ouverture d'un objectif et sont probablement ce à quoi vous pensez lorsque vous pensez aux obturateurs..
L'obturateur doit s'ouvrir rapidement comme l'éclair lorsqu'il est relâché et se fermer immédiatement à la fin du temps d'exposition. Entre ouverture et fermeture, le segment de film destiné à prendre l'image est entièrement exposé d'un seul coup (exposition globale).
Comme le montre la figure suivante : en mode d'obturation global, chaque pixel du capteur commence et termine l'exposition simultanément, une grande quantité de mémoire est donc nécessaire, l'image entière peut être stockée dans la mémoire une fois l'exposition terminée et peut être lue. progressivement. Le processus de fabrication du capteur est relativement complexe et le prix est relativement élevé, mais l'avantage est qu'il peut capturer des objets en mouvement à grande vitesse sans distorsion et que l'application est plus étendue.
Les caméras à obturateur global sont utilisées dans des applications telles que le suivi des balles, l'automatisation industrielle, les robots d'entrepôt et les drones., surveillance du trafic, reconnaissance gestuelle, AR&VRetc.
Volet roulant
Mode volet roulantdans une caméra expose les lignes de pixels les unes après les autres, avec un décalage temporel d'une ligne à la suivante. Dans un premier temps, la rangée supérieure de l’image commence à collecter la lumière et la termine. Ensuite, la rangée suivante commence à collecter de la lumière. Cela entraîne un retard dans l’heure de fin et de début de la collecte de lumière pour les lignes consécutives. La durée totale de collecte de lumière pour chaque rangée est exactement la même. En mode volet roulant, différentes lignes du réseau sont exposées à différents moments lorsque l'« onde » lue traverse le capteur, comme le montre la figure suivante : la première ligne expose en premier, et après un temps de lecture, la deuxième ligne commence l'exposition, et ainsi de suite. Ainsi, chaque ligne est lue, puis la ligne suivante peut être lue. Le capteur à volet roulant, chaque unité de pixel, n'a besoin que de deux transistors pour transporter les électrons, donc moins de production de chaleur et un faible bruit. Par rapport au capteur à obturateur global, la structure du capteur à obturateur roulant est plus simple et moins coûteuse, mais comme chaque ligne n'est pas exposée en même temps, elle produira une distorsion lors de la capture d'objets en mouvement à grande vitesse.
La caméra à volet roulantest principalement utilisé pour capturer des objets à déplacement lent tels que des tracteurs agricoles, des convoyeurs à vitesse lente et des applications autonomes telles que des kiosques, des lecteurs de codes-barres, etc.
COMMENT ÉVITER ?
Si la vitesse de déplacement n'est pas si élevée et que la luminosité varie lentement, le problème évoqué ci-dessus a peu d'effet sur l'image. Habituellement, l'utilisation d'un capteur à obturateur global au lieu d'un capteur à obturateur roulant constitue la méthode la plus fondamentale et la plus efficace dans les applications à grande vitesse. Cependant, dans certaines applications sensibles au coût ou au bruit, ou si l'utilisateur doit utiliser un capteur à obturateur roulant pour une autre raison, il peut utiliser le flash pour atténuer les effets. Il y a plusieurs aspects à prendre en compte lors de l'utilisation de la fonction de flash synchronisé avec le capteur d'obturation roulant :● Pas dans tous les temps d'exposition qui ont une sortie de signal stroboscopique, lorsque le temps d'exposition est trop court et le temps de lecture est trop long, toutes les lignes n'ont pas d'exposition qui se chevauchent, il n'y a pas de sortie de signal stroboscopique et le stroboscope ne clignote pas● Lorsque la durée du flash stroboscopique est plus courte que la durée d'exposition● Lorsque le temps de sortie du signal stroboscopique est trop court (niveau µs), les performances de certains stroboscopes ne peuvent pas répondre aux exigences du commutateur haute vitesse, de sorte que le stroboscope ne peut pas capter le signal stroboscopique.
Heure de publication : 20 novembre 2022
