الغالق الدوار هو أسلوب لالتقاط الصور، حيث لا يتم التقاط الصورة الثابتة (في الكاميرا الثابتة) أو كل إطار من الفيديو (في كاميرا الفيديو) بالتقاط مشهد كامل في لحظة واحدة، بل بمسح المشهد بسرعة، إما عموديًا أو أفقيًا. بعبارة أخرى، لا تُسجل جميع أجزاء الصورة في نفس اللحظة بالضبط. (مع ذلك، أثناء التشغيل، تُعرض الصورة كاملةً دفعة واحدة، كما لو كانت تمثل لحظة واحدة). ينتج عن ذلك تشوهات متوقعة للأجسام سريعة الحركة أو الومضات الضوئية السريعة. وهذا على عكس "الغالق العالمي" الذي يلتقط الإطار بأكمله في نفس اللحظة. يمكن أن يكون "الغالق الدوار" ميكانيكيًا أو إلكترونيًا. ميزة هذه الطريقة هي أن مستشعر الصورة يمكنه الاستمرار في جمع الفوتونات أثناء عملية الالتقاط، مما يزيد الحساسية بشكل فعال. يوجد هذا الأسلوب في العديد من الكاميرات الرقمية الثابتة وكاميرات الفيديو التي تستخدم مستشعرات CMOS. يكون التأثير أكثر وضوحًا عند تصوير ظروف الحركة الشديدة أو الومضات الضوئية السريعة..
غالق عالمي
وضع الغالق العالميفي مستشعر الصورة، تسمح الغالق العالمي لجميع وحدات البكسل بالتعريض والتوقف في آنٍ واحد خلال فترة التعريض المبرمجة في كل عملية التقاط صورة. بعد انتهاء فترة التعريض، تبدأ قراءة بيانات البكسل صفًا تلو الآخر حتى يتم قراءة جميع البيانات. ينتج عن ذلك صور غير مشوهة وخالية من الاهتزاز أو الانحراف. تُستخدم مستشعرات الغالق العالمي عادةً لالتقاط صور الأجسام المتحركة بسرعة عالية.It يمكن مقارنتها بمصاريع العدسات التقليدية في كاميرات الأفلام التناظرية. فهي تشبه فتحة العدسة، مثل قزحية العين البشرية، وربما تكون هي ما تفكر فيه عند التفكير في المصاريع..
يُفتح مصراع الكاميرا بسرعة البرق عند تحريره، ويُغلق فور انتهاء مدة التعريض. وبين لحظة الفتح والإغلاق، يتعرض جزء الفيلم المسؤول عن التقاط الصورة بالكامل للتعريض دفعة واحدة (التعريض الكلي).
كما هو موضح في الشكل التالي: في وضع الغالق العالمي، تبدأ كل بكسل في المستشعر عملية التعريض وتنتهي في آنٍ واحد، مما يستلزم مساحة تخزين كبيرة. يمكن تخزين الصورة كاملةً في الذاكرة بعد انتهاء التعريض، ويمكن قراءتها تدريجيًا. عملية تصنيع المستشعر معقدة نسبيًا، وسعره مرتفع نسبيًا، لكن ميزته تكمن في قدرته على التقاط صور للأجسام المتحركة بسرعة عالية دون تشويه، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات أوسع.
تُستخدم كاميرات الغالق العالمي في تطبيقات مثل تتبع الكرات، والأتمتة الصناعية، وروبوتات المستودعات، والطائرات بدون طيار.مراقبة حركة المرور، والتعرف على الإيماءات، والواقع المعزز والواقع الافتراضيإلخ.
مصراع دوار
وضع الغالق الدوارفي الكاميرا، تُعرَّض صفوف البكسلات للضوء واحدًا تلو الآخر، مع وجود فارق زمني بين كل صف وآخر. في البداية، يبدأ الصف العلوي من الصورة باستقبال الضوء حتى ينتهي، ثم يبدأ الصف التالي باستقباله. هذا يُسبب تأخيرًا في وقت بدء وانتهاء استقبال الضوء للصفوف المتتالية. مع ذلك، يكون إجمالي وقت استقبال الضوء لكل صف متساويًا. أما في وضع الغالق الدوار، فتُعرَّض خطوط مختلفة من المصفوفة للضوء في أوقات مختلفة مع مرور "موجة" القراءة عبر المستشعر، كما هو موضح في الشكل التالي: يُعرَّض الخط الأول للضوء أولًا، وبعد فترة قراءة، يبدأ الخط الثاني بالتعريض، وهكذا. بالتالي، تتم قراءة كل خط قبل قراءة الخط التالي. يحتاج مستشعر الغالق الدوار إلى ترانزستورين فقط لنقل الإلكترونات في كل وحدة بكسل، مما يُقلل من إنتاج الحرارة والضوضاء. بالمقارنة مع مستشعر الغالق العالمي، فإن بنية مستشعر الغالق الدوار أبسط وأقل تكلفة، ولكن نظرًا لعدم تعريض كل خط للضوء في نفس الوقت، فإنه يُنتج تشوهًا عند التقاط صور الأجسام المتحركة بسرعة عالية.
كاميرا الغالق الدواريستخدم بشكل أساسي لالتقاط صور الأجسام بطيئة الحركة مثل الجرارات الزراعية، والناقلات بطيئة السرعة، والتطبيقات المستقلة مثل الأكشاك، وماسحات الباركود، وما إلى ذلك.
كيفية تجنب ذلك؟
إذا لم تكن سرعة الحركة عالية، وكان تغيير السطوع بطيئًا، فإن المشكلة المذكورة أعلاه لا تؤثر كثيرًا على الصورة. عادةً، يُعد استخدام مستشعر الغالق العالمي بدلًا من مستشعر الغالق الدوار الطريقة الأساسية والأكثر فعالية في التطبيقات عالية السرعة. مع ذلك، في بعض التطبيقات التي تتطلب مراعاة التكلفة أو التشويش، أو إذا اضطر المستخدم لاستخدام مستشعر الغالق الدوار لسبب آخر، يمكنه استخدام الفلاش للتخفيف من هذه التأثيرات. هناك عدة جوانب يجب مراعاتها عند استخدام ميزة مزامنة الفلاش مع مستشعر الغالق الدوار:● ليس في جميع أوقات التعريض التي تُخرج إشارة وميض، فعندما يكون وقت التعريض قصيرًا جدًا ووقت القراءة طويلًا جدًا، لا تتداخل جميع الخطوط، ولا يوجد خرج لإشارة الوميض، ولا يومض الوميض.● عندما يكون زمن وميض الستروب أقصر من زمن التعريض● عندما يكون زمن إخراج إشارة الوميض قصيرًا جدًا (بمستوى الميكروثانية)، لا يستطيع أداء بعض أجهزة الوميض تلبية متطلبات التبديل عالي السرعة، وبالتالي لا يستطيع جهاز الوميض التقاط إشارة الوميض.
تاريخ النشر: 20 نوفمبر 2022
