L'obturateur roulant est une méthode de capture d'image où une photo (avec un appareil photo) ou chaque image d'une vidéo (avec une caméra vidéo) est capturée non pas en prenant une photo instantanée de la scène entière, mais en balayant rapidement la scène, verticalement ou horizontalement. Autrement dit, toutes les parties de l'image ne sont pas enregistrées simultanément. (Cependant, à la lecture, l'image entière est affichée d'un seul coup, comme si elle représentait un instant précis.) Ceci produit des distorsions prévisibles des objets en mouvement rapide ou des éclairs lumineux brefs. Cela contraste avec l'obturateur global, où l'image entière est capturée en un seul instant. L'obturateur roulant peut être mécanique ou électronique. L'avantage de cette méthode est que le capteur d'image continue de capter des photons pendant l'acquisition, augmentant ainsi la sensibilité. On le trouve sur de nombreux appareils photo et caméras vidéo numériques utilisant des capteurs CMOS. L'effet est particulièrement visible lors de la prise de vue de mouvements extrêmes ou d'éclairs lumineux rapides..
Obturateur global
Mode obturateur globalDans un capteur d'image, l'obturateur global permet à tous les pixels du capteur de s'exposer et de s'éteindre simultanément pendant la durée d'exposition programmée lors de chaque acquisition d'image. Une fois le temps d'exposition écoulé, la lecture des données des pixels commence et se poursuit ligne par ligne jusqu'à ce que toutes les données aient été lues. Ceci produit des images nettes, sans distorsion ni inclinaison. Les capteurs à obturateur global sont généralement utilisés pour capturer des objets se déplaçant à grande vitesse.It On peut les comparer aux obturateurs d'objectifs classiques des appareils photo argentiques. À l'instar de l'iris de l'œil humain, ils ressemblent à l'ouverture d'un objectif et correspondent probablement à ce que vous avez en tête lorsque vous pensez à des obturateurs..
L'obturateur s'ouvre instantanément lorsqu'on le déclenche et se referme immédiatement à la fin du temps d'exposition. Entre l'ouverture et la fermeture, la portion de film destinée à prendre l'image est entièrement exposée en une seule fois (exposition globale).
Comme illustré ci-dessous : en mode obturateur global, chaque pixel du capteur démarre et termine son exposition simultanément, ce qui nécessite une grande capacité de mémoire. L’image complète est stockée après la fin de l’exposition et peut être lue progressivement. Le processus de fabrication du capteur est relativement complexe et son prix élevé, mais il présente l’avantage de pouvoir capturer des objets en mouvement rapide sans distorsion, ce qui élargit considérablement son champ d’application.
Les caméras à obturateur global sont utilisées dans des applications telles que le suivi de balles, l'automatisation industrielle, les robots d'entrepôt et les drones.surveillance du trafic, reconnaissance gestuelle, réalité augmentée et réalité virtuelleetc.
Volet roulant
Mode d'obturation roulanteDans un appareil photo, les lignes de pixels sont exposées successivement, avec un décalage temporel entre chaque ligne. La première ligne de l'image est exposée et l'exposition se termine avant que la suivante ne prenne le relais. Ce décalage induit un délai entre le début et la fin de l'exposition pour chaque ligne. La durée totale d'exposition est identique pour chaque ligne. En mode obturateur roulant, les différentes lignes du capteur sont exposées à des instants différents, au fur et à mesure que le signal de lecture balaie le capteur, comme illustré ci-dessous : la première ligne est exposée en premier, puis après un temps de lecture, la deuxième ligne est exposée, et ainsi de suite. Chaque ligne est lue avant la suivante. Chaque pixel d'un capteur à obturateur roulant ne nécessite que deux transistors pour le transport des électrons, ce qui réduit la production de chaleur et le bruit. Comparé à un capteur à obturateur global, le capteur à obturateur roulant est plus simple et moins coûteux, mais l'exposition non simultanée des lignes peut engendrer des distorsions lors de la capture d'objets en mouvement rapide.
L'appareil photo à obturateur roulantest principalement utilisé pour la capture d'objets se déplaçant lentement tels que les tracteurs agricoles, les convoyeurs à faible vitesse et les applications autonomes comme les bornes interactives, les lecteurs de codes-barres, etc.
COMMENT L'ÉVITER ?
Si la vitesse de déplacement n'est pas trop élevée et que la luminosité varie lentement, le problème évoqué précédemment a peu d'impact sur l'image. En général, l'utilisation d'un capteur à obturateur global plutôt qu'à obturateur roulant est la méthode la plus simple et la plus efficace pour les applications à haute vitesse. Cependant, dans certaines applications où le coût ou le bruit sont des facteurs critiques, ou si l'utilisateur doit utiliser un capteur à obturateur roulant pour d'autres raisons, il peut recourir au flash pour atténuer les effets. Plusieurs points sont à prendre en compte lors de l'utilisation de la synchronisation du flash avec un capteur à obturateur roulant :● Dans certaines configurations de temps d'exposition avec émission de signal stroboscopique, lorsque le temps d'exposition est trop court et le temps de lecture trop long, les lignes ne se chevauchent pas, aucun signal stroboscopique n'est émis et le flash ne se produit pas.● Lorsque la durée du flash stroboscopique est plus courte que le temps d'exposition● Lorsque la durée du signal stroboscopique est trop courte (de l'ordre de la microseconde), les performances de certains stroboscopes ne permettent pas de répondre aux exigences de commutation à haute vitesse, et le stroboscope ne parvient donc pas à capter le signal.
Date de publication : 20 novembre 2022
