什么是相机模块中的卷帘快门？ -知识-真诚信息技术

介绍

您是否曾经拍摄过旋转的风扇或高速行驶的汽车的照片，并注意到图像看起来扭曲-垂直线倾斜，物体被拉伸？这就是卷帘快门效果。它在大多数消费类相机和许多相机模块中都很常见。但是什么原因导致了这种情况，什么时候它才重要呢？对于工业检测、医学成像和机器视觉等应用，了解卷帘快门-及其替代方案全局快门-至关重要。在Sincere，我们制造相机模块已有30多年的历史，帮助客户选择合适的传感器技术。本文介绍卷帘快门、其工作原理以及何时重要。

什么是卷帘快门？

卷帘快门是大多数人使用的一种图像捕捉方法CMOS模块摄像头传感器。传感器不是一次捕获整个图像，而是逐行读取图像-，通常是从上到下。每行像素被依次曝光和读出。图像的不同部分是在略有不同的时间捕获的。

如果场景或相机在读出过程中移动，就会发生失真：

倾斜：垂直线倾斜
摇晃：物体弯曲或扭曲
部分曝光：仅部分出现闪烁的灯光

卷帘快门是大多数传感器的标准配置，因为它具有成本效益且允许较小的像素。-

卷帘快门的工作原理

将传感器想象成像素网格。当您按下快门时：

重置：第一行已清除
接触：光在设定时间内累积
读出：行的电荷转换为数字
重复：进程移至下一行

这需要时间。对于 30 fps 的 1080p 传感器，总读数可能约为 30 毫秒。如果在此期间有物体移动，不同的行会在不同的位置捕获它。

滚动快门与全局快门

特征	卷帘快门	全局快门
捕获方法	连续行	一次完整的帧
运动失真	展示	没有任何
成本	降低	更高
复杂	更简单	更复杂
灵敏度	一般比较好	稍微低一点
最适合	一般影像	快速运动、检查

全局快门同时捕获所有像素，消除失真，但成本更高，并且灵敏度可能稍低。

当卷帘快门很重要时

高速-应用程序

检查生产线上快速-移动的物体？卷帘快门可能会导致失真。一个4k mipi摄像头模组使用卷帘快门可能会显示零件倾斜。

振动或运动

如果相机在-无人机、机器人或手持式瞄准镜上-移动，卷帘快门会产生晃动。对于稳定的应用程序来说，这很好。

闪烁的灯光

脉冲 LED 灯可以显示为带状。常见于安全检查。

汽车

相机必须准确捕捉移动物体。许多汽车应用使用全局快门或快速卷帘快门。

可接受卷帘快门的地方

医学内窥镜检查

动作缓慢且受控制。一个医用内窥镜摄像模组与卷帘快门效果很好。

工业检验（静态）

如果物体是静止的并且相机稳定，卷帘快门就可以完美工作。一个相机USB模块常用于质量控制。

消费类 USB 相机

网络摄像头和视频会议使用卷帘快门。一个相机USB模块消费者使用很少需要全局快门。

监视

监控慢速场景的固定摄像机可以使用卷帘快门。

主要规格

读出速度
更快的读出减少了失真。高端卷帘快门传感器的读出速度低于 10 毫秒。-

帧率
更高的帧速率意味着更快的读出。一个4k USB摄像头模组60 fps 时的滚动快门效果比 30 fps 时要少。

界面
接口影响数据传输速度。Mipi相机模组(MIPI CSI-2) 专为高速传输而设计。一个CSI 2 摄像头模块快速读出可最大限度地减少影响。

选择快门类型

应用	受到推崇的
缓慢或静止的物体	卷帘快门
快速-移动的物体	全局快门
手持/移动相机	全局快门
闪烁的灯光	全局快门
医疗内窥镜检查	可接受卷帘快门
工业自动化	用于运动的全局快门
无人机/无人机	全局快门