ทำไมไม่มีการม้วนชัตเตอร์เมื่อใช้ชัตเตอร์แบบกลไก?

ดังนั้นฉันจึงรู้ว่าอาจไม่ใช่สถานที่ที่ดีที่สุดในการถามคำถามนี้ แต่บางทีคุณบางคนอาจคุ้นเคยกับกลไกของกล้องดิจิตอลมิเรอร์เลสและเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ CMOS

ฉันไม่ค่อยเข้าใจว่าทำไมเซ็นเซอร์ภาพอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างสิ่งประดิษฐ์ชัตเตอร์แบบม้วนไม่ได้สร้างภาพที่มีปัญหานี้เมื่อรวมเข้ากับชัตเตอร์เชิงกล สิ่งที่ฉันไม่ได้รับคือ:

ชัตเตอร์กลิ้งเกิดขึ้นเนื่องจากการอ่านค่าเซ็นเซอร์จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง (โดยปกติคือจากบนลงล่าง) ดังนั้นภาพจริงจะถูกต่อเข้าด้วยกันจากเส้นสแกนในช่วงเวลาที่ต่างกัน ในความเข้าใจของฉันการอ่านค่าบรรทัดการสแกนเลียนแบบหน้าต่างกลไกเชิงกลที่อยู่เหนือเซ็นเซอร์ (?) ตอนนี้เมื่อใช้ชัตเตอร์เชิงกลที่ด้านหน้าของเซ็นเซอร์ชัตเตอร์จะเข้าควบคุมภารกิจนี้ในขณะที่เซ็นเซอร์จะถูกอ่านออกไปทั่วโลกในคราวเดียว (?) ดังนั้นวัตถุชัตเตอร์ม้วนจะไม่ปรากฏในภาพสุดท้าย แต่ถ้าเซ็นเซอร์สามารถอ่านได้ทั่วโลกในคราวเดียวเหตุใดจึงไม่เกิดขึ้นเมื่อใช้ชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์? ทำไมเซ็นเซอร์ไม่สามารถเปิดและปิดภายในเช่น 1/2000 วินาทีได้อย่างสมบูรณ์หลีกเลี่ยงการกลิ้งชัตเตอร์? ทำไมต้องใช้ "วิธีสแกนเส้น" ในการถ่ายภาพ

เมื่อฉันมีกล้องถ่ายรูปที่สามารถถ่ายภาพนิ่งที่ 10 เฟรมต่อวินาทีด้วยชัตเตอร์เชิงกลทำไมมันไม่ได้หมายความว่าเซ็นเซอร์สามารถถ่ายภาพที่ 10fps ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ต้องใช้ชัตเตอร์หมุน?

ฉันได้พบโพสต์นี้ซึ่งอธิบายถึงเหตุผลทั่วไปของการกลิ้งชัตเตอร์ แต่ไม่ใช่คำถามที่ฉันมี

ฉันไม่รู้ด้วยซ้ำว่าสมมติฐานของฉันถูกต้องหรือไม่ แต่ฉันยินดีถ้ามีใครซักคนที่เข้าใจเรื่องนี้

เมื่อฉันมีกล้องถ่ายรูปที่สามารถถ่ายภาพนิ่งที่ 10 เฟรมต่อวินาทีด้วยชัตเตอร์เชิงกลทำไมมันไม่ได้หมายความว่าเซ็นเซอร์สามารถถ่ายภาพที่ 10fps ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ต้องใช้ชัตเตอร์หมุน?

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมเราต้องดูพิกเซล 3T (ransistor) ทั่วไป:

พิกเซล 3T นี้สามารถใช้กับบานม้วนได้ แต่ไม่ใช่กับบานประตูหน้าต่างส่วนกลาง (อิเล็กทรอนิกส์) สัญญาณ RST จะรีเซ็ตแรงดันไฟฟ้าข้ามโฟโตไดโอดเป็นแรงดันบวก เมื่อตรวจพบแสงแรงดันไฟฟ้านั้นจะลดลงตามสัดส่วนของประจุไฟฟ้าที่ตรวจพบ ส่วนที่น่ารำคาญสำหรับ shuttering ทั่วโลกคือการที่เราไม่สามารถปิดโฟโตไดโอด เราไม่สามารถอ่านพิกเซลทั้งหมดพร้อมกันเพื่อเหตุผลในทางปฏิบัติ (สายมากเกินไปวงจรการอ่านออกพลังงาน ฯลฯ ) ดังนั้นในระหว่างแสงไฟที่อ่านออกจะได้รับการเก็บรวบรวมในพิกเซลอื่นทำให้การเปลี่ยนแปลงของพวกเขา การเพิ่มกลไกเชิงกลทำให้สามารถป้องกันแสงจากการเข้าถึงโฟโตไดโอดโดยไม่ผ่านปัญหา

ในการติดตั้งโกลบอล shuttering ใน CMOS คุณต้องมีพิกเซลอย่างน้อย 4T:

ขอบคุณพระเจ้าที่สัญญาณสามารถใช้ในการปิดหรือเปิดเส้นทางสำหรับค่าใช้จ่าย photogenerated ตรวจพบจะถูกรวบรวมไว้ในประตูของ{} นี่เป็นวิธีอิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุมชัตเตอร์$M_{sf}$

ข้อเสียเปรียบหลักของการกดชัตเตอร์ทั่วโลกผ่านชัตเตอร์กลิ้งคือเวลาของการถ่ายภาพจะสั้นลง นี่คือคำอธิบายในโพสต์ที่คุณพูดถึง มันยังแสดงให้เห็นในแผนภาพต่อไปนี้

เหตุผลว่าทำไมการกดชัตเตอร์ทั่วโลกจึงเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นทุกวันนี้เป็นเพราะความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี (การส่องสว่างด้านหลังลดเสียง , ... ) ซึ่งมักจะเป็นค่าใช้จ่าย$<1e^-$

มีสองส่วนดังนี้: ขั้นแรกชัตเตอร์แบบโรลลิ่งยังสามารถเกิดขึ้นได้ด้วย (บางส่วนดูหมายเหตุ) บานประตูหน้าต่างแบบกลไก อย่างไรก็ตามนี่เป็นเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น ชัตเตอร์ถูกสร้างขึ้นจากสองผ้าม่าน ก่อนเปิดรับแสงม่านที่ 1 จะอยู่ด้านหน้าเซ็นเซอร์ เมื่อการเปิดรับแสงเริ่มขึ้นม่าน 1 จะเลื่อนลง (หรือเพิ่มขึ้นหรืออะไรก็ตาม) และเริ่มเปิดเผยเซ็นเซอร์ ในตอนท้ายของการเปิดรับแสงม่าน 2 จะเคลื่อนที่เข้ามาและครอบคลุมเซ็นเซอร์

สมมติว่าผ้าม่านใช้เวลา 2 มิลลิวินาทีในการเคลื่อนไหวทั้งหมด หากคุณมีเวลาที่ได้รับแสงประมาณ 100 มิลลิวินาทีนั่นหมายความว่า 98 มิลลิวินาทีเซ็นเซอร์ทั้งหมดจะถูกเปิดพร้อมกัน เป็นผลให้ไม่มีชัตเตอร์กลิ้ง

อย่างไรก็ตามในบางจุดบานประตูหน้าต่างไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วพอและไม่มีการเปิดเซ็นเซอร์ทั้งหมด (นี่คือจุดที่กล้องของคุณจะไม่สามารถใช้การซิงค์แฟลชแบบง่าย) ตัวอย่างเช่นสมมติว่าเรามีเวลารับแสง 1/1000 นั่นหมายความว่าเซ็นเซอร์ของเราอาจแสดงผลเพียง 1 มิลลิวินาทีเท่านั้น อย่างไรก็ตามหากม่านม่านที่สองรอให้ม่านแรกเปิดรับเซ็นเซอร์อย่างเต็มที่ชิ้นส่วนของเซ็นเซอร์จะเปิดรับ 2 มิลลิวินาที! แต่ม่านที่สองจะเริ่มเคลื่อนที่ก่อนที่ม่านแรกจะเสร็จสิ้นและการรับแสงจะเกิดขึ้นเป็น "เส้น" ของเซ็นเซอร์ที่เปิดรับแสง ดูวิดีโอนี้จาก Slow Mo Guys บน youtube ซึ่งคุณสามารถเห็นสิ่งนี้ได้อย่างชัดเจน:

https://www.youtube.com/watch?v=CmjeCchGRQo

แล้วทำไมเราไม่เห็นเอฟเฟกต์ชัตเตอร์กลิ้งแบบเดียวกันกับกล้องเหล่านี้ล่ะ? พวกเราทำ! เราแค่ไม่สังเกต นี่คือบานประตูหน้าต่างของกล้อง DSLR ที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วแม้ในเวลาที่มีการเปิดรับแสง 5 มิลลิวินาทีพวกเขาก็มักจะเปิดเผยเซ็นเซอร์ทั้งหมดในบางจุด (ซึ่งส่งผลให้ภาพเบลอถ้าการเคลื่อนไหวสูงและซ่อน "ม้วนชัตเตอร์" ใด ๆ "เอฟเฟกต์ที่ความเร็วชัตเตอร์สูงจำนวนการเคลื่อนไหวที่จำเป็นในการให้เอฟเฟกต์ชัตเตอร์กลิ้ง (พูดที่ 1/1000 ของการเปิดรับแสงที่สอง) นั้นสูงมากสูงกว่าการเปิดรับวิดีโอโดยทั่วไปของคุณ แต่ถ้าเราไปถึงสิ่งเหล่านั้น ความเร็วชัตเตอร์ม้วนเป็นสิ่งที่มีกลไกบานประตูหน้าต่างเพียงแค่ดูภาพนี้จากวิกิพีเดีย :

ฉันไม่แน่ใจว่าการอ่านเซ็นเซอร์ของเซ็นเซอร์ DSLR รุ่นใหม่เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ฉันคิดว่าพวกเขายังคงสแกน scanline อยู่บ้าง นี่ไม่ได้มีความสัมพันธ์กับการส่องสว่างของเซ็นเซอร์ซึ่งทำโดยชัตเตอร์เชิงกล

หมายเหตุ: บางคนอาจกล่าวได้ว่าบานประตูหน้าต่างใบไม้ที่ใช้ในกล้องราคาแพงมากไม่มีชัตเตอร์กลิ้ง