グローバルシャッターまたはローリングシャッターの選択

グローバルシャッターかローリングシャッターか?

ローリング シャッターは、ある瞬間にシーン全体のスナップショットを撮るのではなく、静止画 (スチール カメラの場合) またはビデオの各フレーム (ビデオ カメラの場合) をキャプチャする画像キャプチャ方法です。むしろ、シーン全体を垂直方向または水平方向に素早くスキャンします。言い換えれば、シーンの画像のすべての部分がまったく同じ瞬間に記録されるわけではありません。(ただし、再生中は、あたかも 1 つの瞬間を表しているかのように、シーンの画像全体が一度に表示されます。) これにより、高速で移動する物体や急速な光のフラッシュに予測可能な歪みが生じます。これは、フレーム全体が同時にキャプチャされる「グローバル シャッター」とは対照的です。「ローリング シャッター」は、機械式または電子式のいずれかです。この方法の利点は、イメージ センサーが取得プロセス中に光子を収集し続けることができるため、効果的に感度が向上することです。これは、CMOS センサーを使用する多くのデジタル スチル カメラやビデオ カメラに搭載されています。この効果は、極端な動作条件や高速の光の点滅を撮影する場合に最も顕著になります。.

グローバルシャッター

グローバルシャッターモードイメージ センサーでは、すべての画像取得中に、プログラムされた露光期間中、センサーのすべてのピクセルが同時に露光を開始し、露光を停止することができます。露光時間の終了後、ピクセル データの読み出しが開始され、すべてのピクセル データが読み取られるまで行ごとに読み出されます。これにより、ぐらつきや傾きのない、歪みのない画像が生成されます。グローバル シャッター センサーは通常、高速で移動する物体を捕捉するために使用されます。It アナログフィルムカメラの従来のレンズシャッターと比較できます。人間の目の虹彩のように、レンズの絞りに似ており、おそらくシャッターについて考えるときに思い浮かべるものでしょう。.

シャッターは放たれると稲妻のように素早く開き、露光時間が終了するとすぐに閉じます。開いてから閉じるまでの間に、画像を撮影するフィルム部分全体が一度に露光されます (グローバル露光)。

次の図に示すように、グローバル シャッター モードでは、センサーの各ピクセルが同時に露光を開始および終了するため、大量のメモリが必要になります。露光終了後に画像全体をメモリに保存し、読み出すことができます。徐々に。センサーの製造プロセスは比較的複雑で、価格は比較的高価ですが、高速で移動する物体を歪みなく捉えることができるという利点があり、用途はより広範囲になります。

グローバル シャッター カメラは、ボール追跡、産業オートメーション、倉庫ロボット、ドローンなどのアプリケーションで使用されます。、交通監視、ジェスチャー認識、AR&VR等

ロールシャッター

ローリングシャッターモードカメラでは、ある行から次の行まで時間的にオフセットしてピクセル行を次々に露光します。まず、画像の一番上の行が光を集め始めて終了します。次に、次の列が光を集め始めます。これにより、連続する行の集光の終了時間と開始時間に遅れが生じます。各行の合計光収集時間はまったく同じです。ローリング シャッター モードでは、次の図に示すように、読み取られた「波」がセンサーを通過するときに、アレイの異なるラインが異なる時間に露光されます。最初に露光し、読み出し時間が経過した後、2 番目のラインが露光を開始する、というようになります。したがって、各行が読み出されると、次の行を読み取ることができます。ローリング シャッター センサーの各ピクセル ユニットは、電子を輸送するために 2 つのトランジスタのみを必要とするため、発熱が少なく、ノイズが低くなります。ローリングシャッターセンサーは、グローバルシャッターセンサーに比べ構造がシンプルで低コストですが、各ラインが同時に露光されないため、高速で移動する物体を捉える際に歪みが生じます。

ローリングシャッターカメラ主に、農業用トラクター、低速コンベア、キオスク、バーコード スキャナーなどのスタンドアロン アプリケーションなど、低速で移動する物体をキャプチャするために使用されます。

避ける方法は？

移動速度がそれほど速くなく、明るさの変化がゆっくりであれば、上記の問題は画像にほとんど影響を与えない。通常、高速アプリケーションでは、ローリング シャッター センサーの代わりにグローバル シャッター センサーを使用することが最も基本的かつ効果的な方法です。ただし、コストやノイズに敏感なアプリケーションや、その他の理由でローリング シャッター センサーを使用する必要がある場合には、フラッシュを使用して影響を軽減できます。ローリング シャッター センサーでシンクロ フラッシュ機能を使用する場合は、いくつかの点に注意する必要があります。● すべての露光時間でストロボ信号出力があるわけではなく、露光時間が短すぎて読み出し時間が長すぎる場合、全ラインオーバーラップ露光がなく、ストロボ信号出力がなく、ストロボが発光しません。● ストロボの発光時間が露光時間より短い場合● ストロボ信号の出力時間が短すぎる（μsレベル）と、一部のストロボの性能が高速スイッチの要件を満たすことができず、ストロボがストロボ信号をキャッチできなくなります。