Perché le persiane elettroniche espongono riga per riga?

Questa domanda si collega alla mia domanda precedente, perché le telecamere usano una fessura tra due tende anziché esporre l'intero sensore all'istante? Questa domanda riguarda il motivo per cui la fessura viene fornita con l'otturatore elettronico.

Perché le persiane elettroniche espongono riga per riga anche se non è necessaria una fessura?
Perché il sensore non può essere esposto per un momento, globalmente (elettronicamente)? Oh, ed è non esponendo, è vero? È più come 'scaricare l'immagine sul processore, non è vero?

Quindi, perché i dati delle immagini del sensore non possono essere scaricati sul processore a livello globale? Perché viene scaricato riga per riga?

Quindi, perché i dati delle immagini del sensore non possono essere scaricati sul processore a livello globale? Perché viene scaricato riga per riga?

È una questione di limiti fisici e semplicità. Il limite fisico è che c'è solo spazio per un certo numero di connessioni esterne: non è possibile connettere tutti i pixel al processore e catturare tutti quei dati contemporaneamente perché non c'è abbastanza spazio per i 20 milioni (o anche più) di poco fili che dovrebbero passare dal sensore al processore. Non c'è nemmeno abbastanza spazio (sul sensore o sul processore) per abbastanza connessioni esterne per leggere tutti i pixel in una singola riga esattamente allo stesso tempo. Quindi, devi essere in grado di memorizzare l'immagine sul sensore in qualche modo in modo da poterlo leggere un po 'alla volta.

Quello che potresti fare è avere ogni pixel collegato alla sua piccola cella di memoria, in modo che quando attivi l'otturatore ogni pixel memorizzerà il suo valore nella rispettiva posizione di memoria nello stesso momento. Si chiama otturatore globale e alcuni sensori di immagine funzionano esattamente in questo modo. Ma ciò aggiunge complessità, il che significa che più chip di ogni lotto saranno difettosi, il che significa una resa inferiore da ogni wafer di silicio, il che significa sensori più costosi. Inoltre, tutto quel circuito extra occupa spazio che potrebbe essere meglio dedicato a pixel più o più grandi. Quindi, ciò che fanno è invece quello di creare abbastanza celle di memoria per l'immagine di una singola riga in una volta. Quella riga viene inviata al processore, quindi viene letta la riga successiva e così via. Questa è la tapparella.

Perché il sensore essenzialmente non smette mai di rilevare. Non esiste alcun meccanismo incorporato nel sensore per non scaricare la carica dai piccoli condensatori quando la luce lo colpisce. Ci vuole anche abbastanza tempo per leggere tutti i dati dal sensore, in modo che ci sia una significativa variazione del tempo di esposizione tra parti dell'immagine se il firmware ripristina il sensore, attende il tempo di esposizione, quindi legge i dati.

I sensori digitali possono leggere fotogrammi video successivi senza bisogno di otturatori meccanici. Tuttavia, la frequenza dei fotogrammi è fissa e nota, il tempo di esposizione per fotogramma è piuttosto lungo (rispetto ai valori tipici di fotografia fissa), è accettabile un'esposizione "a rotazione" in cui parti diverse del fotogramma sono esposte in momenti diversi e la risoluzione è bassa.

Alcuni sensori hanno essenzialmente "tapparelle elettroniche". Questi possono integrare la luce per un tempo specificato, quindi congelare il valore almeno abbastanza a lungo da poter leggere l'intero array. Tuttavia, questo occupa un'area di silicio, che di solito è più desiderabile spendere per una migliore raccolta della luce nelle fotocamere digitali.

Per ottenere tempi di posa precisi e rapidi e l'alta risoluzione prevista per le fotocamere digitali di oggi è necessario un otturatore meccanico con tecnologia attuale a prezzi accettabili dal mercato.

Il motivo è economico Sono disponibili sensori CMOS con otturatore globale, ma la complessità aggiunta li rende molto costosi e questo costo aggiuntivo sarebbe giustificato per pochissimi fotografi.

Prendiamo i modelli di videocamere Sony PMW-F5 rispetto a PMW-F55 . L'otturatore globale è la principale differenza tra loro. La differenza di prezzo è piuttosto ripida, $ 16k contro $ 29k - e questo è solo per un sensore che sputa 9 megapixel. Inoltre, la sensibilità alla luce dell'F55 soffre di quasi un arresto.

L'otturatore globale è garantito dai sensori CCD a trasferimento di fotogrammi. Il punto debole del CCD è rappresentato dalle prestazioni ISO elevate, quindi vengono utilizzate solo in alcune fotocamere di fascia più alta, come alcuni modelli Leica e medio formato.