工业相机全局曝光和卷帘曝光的区别

了解快门是工业相机中一个重要组成部分，它的组成结构、形式及功能是衡量照相机档次的一个重要因素。

常见的电子快门的方式有Globalshutter（全局快门）和rollingshutter（卷帘式快门）两种，全局快门是通过整幅图片在同一时间曝光实现的。

 

传感器的所有像素点同时收集光线，同时曝光。当预设的曝光时间到了，传感器停止收集光线，并将曝光图像转成电子图像。

在这个过程中，并没有实际意义上的快门存在。在曝光开始的时候，传感器开始收集光线；在曝光结束的时候，光线收集电路被切断，传感器读出值即为一副图片。

而卷帘式快门与全局快门不同，它是通过控制芯片逐行曝光的方式实现的。卷帘式快门也没有实际意义上的快门，

而是通过通断电控制传感器，使其不同部分在不同时间下对光的敏感度不同。

逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。当然，所有的动作在很短的时间内完成，一般情况为1/48至1/60秒。需要注意的是，卷帘式快门采用的是逐行曝光的方式。假如物体或摄像头在拍摄期间处于快速运动状态，拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等任一种情况。

卷帘式快门是逐行顺序曝光，所以不适合运动物体的拍摄。当采用全局快门方式曝光时，所有像素在同一时刻曝光，类似于将运动物体冻结了，所以适合拍摄快速运动的物体。

但是全局快门可能出现像糊现象。像糊现象出现与否取决于曝光时间的长短。假如曝光时间过长，且物体运动过快则会出现像糊；

假如曝光时间很短，类似于运动物体在瞬间被冻结了，则少有像糊。

 

一般来说，CCD工业相机是全局曝光，而CMOS工业相机既存在全局曝光又有卷帘曝光。

今天，主要带大家详细了解下全局曝光和卷帘曝光的区别。

全局曝光

工业相机全局曝光很容易理解，也就是说光圈打开后，整个芯片像元同时曝光。Sensor所有像素点同时收集光线，同时曝光。

即在曝光开始的时候，Sensor开始收集光线;在曝光结束的时候，光线收集电路被切断。然后Sensor值读出即为一幅照片。

因此，曝光时间与机械的开关速度有关。既然与机械运动相关，所以全局曝光存在理论上的非常小曝光的时间。

卷帘曝光

卷帘曝光：是CMOS开始曝光的时候，感光元件是从头一行、第二行、第三行... 这样按照顺序进行光线感测，一直到整片感光组件从上到下每一行都曝光完成为止，也就是不同行像元的曝光时间不同。

此种曝光方式是当光圈打开后，还存在具有一定间隔的卷帘来控制传感器的曝光时间。如下图所示，卷帘的方式是从左到右的。

因此，曝光时间的长短完全取决于卷帘的开口大小与卷帘的运动速度。也就是说，卷帘运动得越快，卷帘间距越小，其传感器的曝光时间越小。因此，卷帘曝光方式能够具有更小的曝光时间。

但卷帘曝光整体曝光时间更长，另外就是在拍照的时候，假如左右工业相机有晃动，或者拍摄快速移动的物体，就会看到画面上下曝光时间不同而导致的果冻现象。

如果被拍摄物体相对于相机高速运动时。用全局曝光方式拍摄，如果曝光时间过长，照片会产生像糊现象。像糊现象出现与否取决于曝光时间的长短，假如曝光时间很短，类似于运动物体在瞬间被冻结了，则少有像糊。

而用卷帘曝光方式拍摄，逐行扫描速度不够，拍摄结果就可能出现"倾斜"、"摇摆不定"或"部分曝光"等任一种情况。这种卷帘曝光方式拍摄出现的现象，就定义为果冻效应。

工业相机卷帘运动的方式由下图所示：卷帘在运动时，其卷帘开口的传感器来能接受光。

两者的优缺点

(1)全局曝光的优点是所有的像素点同时曝光。其缺点是曝光时间存在局限，存在机械非常小的曝光时间。全局曝光时间更短，这样不仅能提升效率，也能根除影像果冻现象的问题。

(2)工业相机卷帘曝光的优点是具有更小的曝光时间。其缺点是由于逐行的是在不同时间进行曝光取像，如果图像是运动的，则存在明显的拖影。因此，卷帘曝光不适合拍摄运动的物体。　　

      审核编辑：彭静