Tại sao cửa chớp điện tử lộ hàng theo hàng?

Câu hỏi này kết nối với câu hỏi trước đây của tôi, Tại sao máy ảnh sử dụng một khe giữa hai màn cửa thay vì phơi bày toàn bộ cảm biến ngay lập tức? Câu hỏi này là về lý do tại sao điều khe hở đi kèm với màn trập điện tử.

Tại sao cửa chớp điện tử lộ ra từng hàng mặc dù không cần một khe hở?
Tại sao cảm biến không thể được phơi bày trong giây lát, trên toàn cầu (điện tử)? Ồ, và nó không lộ ra, phải không? Nó giống như 'tải hình ảnh xuống bộ xử lý, phải không?

Vậy, tại sao dữ liệu hình ảnh của cảm biến không thể được tải xuống bộ xử lý trên toàn cầu? Tại sao nó được tải xuống theo từng hàng?

Vậy, tại sao dữ liệu hình ảnh của cảm biến không thể được tải xuống bộ xử lý trên toàn cầu? Tại sao nó được tải xuống theo từng hàng?

Đó là một vấn đề về giới hạn vật lý và đơn giản. Giới hạn vật lý là chỉ có không gian cho một số kết nối bên ngoài nhất định - bạn không thể kết nối mọi pixel với bộ xử lý và lấy tất cả dữ liệu đó cùng một lúc vì không đủ chỗ cho 20 triệu (hoặc thậm chí nhiều hơn) dây sẽ phải đi từ cảm biến đến bộ xử lý. Thậm chí không có đủ chỗ (trên cảm biến hoặc bộ xử lý) cho đủ các kết nối bên ngoài để đọc tất cả các pixel trong một hàng cùng một lúc chính xác. Vì vậy, bạn cần có khả năng lưu trữ hình ảnh trên cảm biến bằng cách nào đó để bạn có thể đọc lại một chút.

Những gì bạn có thể làm là để mỗi pixel kết nối với ô nhớ nhỏ của chính nó, để khi bạn kích hoạt "màn trập", mọi pixel sẽ lưu giá trị của nó vào vị trí bộ nhớ tương ứng cùng một lúc. Đó được gọi là màn trập toàn cầu và một số cảm biến hình ảnh hoạt động chính xác theo cách đó. Nhưng điều đó làm tăng thêm sự phức tạp, điều đó có nghĩa là nhiều chip hơn trong mỗi lô sẽ bị lỗi, điều đó có nghĩa là năng suất thấp hơn từ mỗi wafer silicon, có nghĩa là các cảm biến đắt tiền hơn. Ngoài ra, tất cả các mạch bổ sung đó chiếm không gian có thể được dành cho nhiều pixel hơn hoặc lớn hơn. Vì vậy, những gì họ làm thay vào đó là xây dựng trong các ô nhớ đủ để hình ảnh một hàng cùng một lúc. Hàng đó được gửi đến bộ xử lý và sau đó hàng tiếp theo được đọc, v.v. Đây là màn trập lăn.

Bởi vì cảm biến về cơ bản không bao giờ ngừng cảm biến. Không có cơ chế tích hợp vào cảm biến để không bị chảy điện tích từ các tụ điện nhỏ khi ánh sáng chiếu vào nó. Nó cũng mất nhiều thời gian để đọc hết dữ liệu từ cảm biến, do đó sẽ có sự thay đổi đáng kể thời gian phơi sáng giữa các phần của hình ảnh nếu phần sụn đặt lại cảm biến, đợi thời gian phơi sáng, sau đó đọc dữ liệu.

Cảm biến kỹ thuật số có thể đọc các khung hình liên tiếp của video mà không cần cửa chớp cơ học. Tuy nhiên, tốc độ khung hình là cố định và được biết, thời gian phơi sáng trên mỗi khung hình khá dài (so với các giá trị chụp ảnh tĩnh thông thường), phơi sáng "lăn" trong đó các phần khác nhau của khung hình được phơi sáng ở các thời điểm khác nhau có thể chấp nhận được và độ phân giải thấp.

Một số cảm biến về cơ bản có "cửa chớp điện tử". Chúng có thể tích hợp ánh sáng trong một thời gian xác định, sau đó đóng băng giá trị ít nhất đủ lâu để toàn bộ mảng được đọc ra. Tuy nhiên, điều này chiếm diện tích silicon, thường được mong muốn hơn để chi tiêu cho việc thu thập ánh sáng tốt hơn trong máy ảnh kỹ thuật số.

Để có được thời gian màn trập chính xác và nhanh chóng và độ phân giải cao dự kiến ​​của máy ảnh kỹ thuật số ngày nay đòi hỏi một màn trập cơ học với công nghệ hiện tại với mức giá mà thị trường sẽ chấp nhận.

Lý do là kinh tế. Cảm biến CMOS với màn trập toàn cầu có sẵn, nhưng sự phức tạp được thêm vào khiến chúng rất đắt và chi phí tăng thêm này sẽ được chứng minh cho rất, rất ít nhiếp ảnh gia.

Hãy lấy các mẫu máy quay video Sony PMW-F5 so với PMW-F55 . Màn trập toàn cầu là sự khác biệt chính giữa chúng. Chênh lệch giá khá cao, $ 16k so với $ 29k - và điều đó chỉ dành cho một cảm biến phun ra 9 megapixel. Ngoài ra, độ nhạy sáng của F55 bị ảnh hưởng gần như dừng lại.

Màn trập toàn cầu được cấp với các cảm biến CCD chuyển khung. Điểm yếu của CCD là hiệu suất ISO cao, vì vậy chúng chỉ được sử dụng trong một số máy ảnh có mức giá cao hơn, chẳng hạn như một số mẫu Leica và định dạng trung bình.