¿Cuál es la verdadera razón del efecto de obturador rodante en la cámara CMOS moderna?

Me preguntaba cuál es la verdadera razón del efecto de obturador que se puede observar en muchas cámaras CMOS.

Investigué un poco en Internet y encontré un excelente artículo al respecto: enlace .

En este artículo (página 1, párrafo 3), se menciona que el sensor CMOS moderno usa ADC para cada columna de píxeles y estos ADC funcionan en paralelo para una mayor velocidad de fotogramas.

Sin embargo, toda la matriz de sensores solo se puede convertir una fila a la vez. Esto introduce un ligero retraso entre la lectura de cada fila y conduce a un retraso entre la siguiente exposición de cada fila, lo que hace que ya no sean simultáneas.

Tengo algunas preguntas sobre esta explicación:

  1. ¿Por qué toda la matriz de sensores debe convertirse una fila a la vez? ¿Cuál es el factor limitante?

  2. ¿Qué tipo de conversión necesita?

  3. Dado que el obturador rodante es el resultado de la búsqueda de una mayor velocidad de fotogramas, al tomar una foto fija, parece que no hay ningún requisito sobre la velocidad de fotogramas. ¿Por qué sigue ocurriendo el efecto de persiana enrollable?

Ummm. Considere cuántos píxeles tiene. Para hacerlo todo a la vez, necesitaría tantos ADC.
Lleva una cámara VGA. 640x480. En cuanto a las filas, necesita 480 ADC para muestrear una fila completa a la vez. Para muestrear todos los píxeles a la vez, sería 307200. Son muchos ADC.
@JRE Para la cámara VGA, solo requiere 480 ADC de columna para 640 * 480 píxeles, ¿no es así? Creo que el truco es que el efecto de persiana enrollable ocurre cuando el tiempo de exposición de cada fila no comienza sincrónicamente.
¡El obturador global no necesita un ADC por píxel! Solo una tapa de muestra y retención y un transistor por píxel, mucho más barato.
@JasonYang: filas y columnas intercambiadas.

Respuestas (2)

La razón por la que existe el modo de obturador rodante es para permitir una mayor cantidad de superposición entre hacer la exposición y leerla. Con el obturador global, no puede haber ninguna superposición.

Para una tecnología dada, el modo de obturador rodante brinda tiempos de exposición más altos (es decir, mayor sensibilidad y SNR) y/o velocidades de cuadro más altas en comparación con el modo de obturador global.

El número de amplificadores de sentido y ADC es el mismo en cualquier caso. Los sensores más baratos usan una sola fila de amplificadores de detección y un solo ADC, mientras que los sensores de gama alta dividen la matriz de sensores en dos mitades y tienen dos filas de amplificadores de detección y dos ADC.

La mayoría de las veces es la misma razón que prácticamente todos los compromisos en el rendimiento. Costo.

No hay ninguna razón técnica por la que tenga que hacerlo una fila a la vez, puede obtener sensores de obturación global que no lo hagan. Para la misma resolución son más grandes y más caras.
Como @JRE ha indicado en los comentarios, necesita muchos más ADC para hacer esto, lo que significa que se ocupa más espacio en el silicio y más lugares donde las cosas salen mal y conducen a rendimientos más bajos. Un chip más grande con un rendimiento más bajo va a costar más.

Dado que la mayoría de las personas están contentas con una persiana enrollable, entonces se activan las economías de escala, más personas quieren una persiana enrollable porque es más pequeña y más barata, lo que aumenta el volumen, lo que a su vez reduce aún más el precio unitario.

Y para algunas de las aplicaciones donde el costo es un problema menor, el mayor tamaño de un sensor de obturador global y los requisitos físicos que se impondrían en la disposición del sensor y la lente pueden ser una razón importante para usar un sensor de obturador rodante más pequeño.