大多数CMOS传感器使用滚动快门的原因主要与其技术特点和应用需求有关。滚动快门是一种在CMOS传感器中常见的读出架构,它通过逐行或逐区域地读取感光元件的光信号来实现图像的捕捉。以下是详细解释:
成本效益:滚动快门的CMOS传感器在设计和制造成本上相对较低。由于滚动快门技术成熟且易于实现,制造商能够以较低的成本生产出性能满足一般需求的传感器。
高帧率:滚动快门能够实现高帧率的拍摄,因为每一行或每一区域的信号可以快速地被读取和传输。这使得它在视频拍摄和高速动态捕捉方面表现出色。
视频拍摄:视频拍摄要求传感器能够连续、快速地捕捉图像。滚动快门的高帧率特性使其非常适合视频应用,能够捕捉到流畅的动态画面。
低光照条件:在低光照条件下,滚动快门可以通过逐行读取来减少噪声和伪影,从而提高图像质量。逐行读取可以在保证感光元件曝光时间的同时,减少对整体图像质量的影响。
尽管滚动快门有许多优点,但它也存在一些技术限制:
果冻效应(Jellly Effect):由于滚动快门是逐行读取的,当拍摄快速移动的物体时,可能会出现果冻效应,即物体边缘出现扭曲。这是因为物体的不同部分在不同时间被捕捉到。
动态范围限制:滚动快门在处理高动态范围场景时可能会遇到困难,因为逐行读取可能会限制其对亮度和暗度区域的捕捉能力。
与滚动快门相对的是全局快门,全局快门可以在同一时间内读取所有感光元件的信号。全局快门的优势在于可以避免果冻效应,更适合拍摄快速移动的物体。然而,全局快门的制造成本较高,且在高帧率拍摄时可能会受到限制。
尽管滚动快门存在一些技术限制,但其成本效益、高帧率特性以及满足一般视频拍摄需求的能力,使其成为大多数CMOS传感器的首选读出架构。随着技术的进步,未来可能会出现更多兼顾性能和成本的传感器设计。