전자식 셔터가 왜 한 행씩 노출됩니까?


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이 질문은 이전 질문 인 카메라 전체 센서를 즉시 노출시키지 않고 두 개의 커튼 사이에 슬릿을 사용하는 이유와 관련이 있습니다. 이 질문은 왜 슬릿이 전자 셔터와 함께 제공되는지에 관한 것입니다.

슬릿이 필요하지 않은데 왜 전자 셔터가 한 줄씩 노출됩니까?
전 세계적으로 (전자적으로) 센서가 잠시 노출 될 수없는 이유는 무엇입니까? 아, 노출 되지 않습니까? '이미지를 프로세서로 다운로드하는 것과 비슷하지 않습니까?

그렇다면 왜 센서의 이미지 데이터를 전 세계적으로 프로세서로 다운로드 할 수 없습니까? 왜 행 단위로 다운로드됩니까?

답변:


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그렇다면 왜 센서의 이미지 데이터를 전 세계적으로 프로세서로 다운로드 할 수 없습니까? 왜 행 단위로 다운로드됩니까?

물리적 한계와 단순성의 문제입니다. 물리적 한계는 특정 수의 외부 연결을위한 공간 만 있다는 것입니다. 프로세서에 모든 픽셀을 연결하고 한 번에 모든 데이터를 가져올 수는 없었습니다. 센서에서 프로세서로 연결되어야하는 전선. 정확히 한 번에 한 행의 모든 ​​픽셀을 읽을 수있는 충분한 외부 연결을위한 충분한 공간 (센서 또는 프로세서)이 없습니다. 따라서 이미지를 센서에 저장하여 한 번에 조금씩 다시 읽을 수 있어야합니다.

당신이 할 수있는 일은 각 픽셀을 자체 작은 메모리 셀에 연결하여 "셔터"를 트리거 할 때 모든 픽셀이 해당 메모리 위치에 정확히 동시에 값을 저장하도록하는 것입니다. 이를 글로벌 셔터라고하며 일부 이미지 센서는 정확하게 작동합니다. 그러나 이는 복잡성을 증가 시키며, 이는 모든 배치에서 더 많은 칩에 결함이 있음을 의미하며, 이는 각 실리콘 웨이퍼의 수율이 낮아서 더 비싼 센서를 의미합니다. 또한, 모든 추가 회로는 더 많은 또는 더 큰 픽셀에 더 잘 사용될 수있는 공간을 차지합니다. 그래서 그들이 행하는 것은 한 번에 한 행을 모두 이미징하기에 충분한 메모리 셀을 만드는 것입니다. 해당 행이 프로세서로 전송 된 후 다음 행이 읽 힙니다. 롤링 셔터입니다.


@ user152435이 질문에 대한 답변이 있다면, 답변을 수락 하시겠습니까? 감사! =)
scottbb

실제로 CMOS 센서에서 글로벌 셔터가 가능합니다. 그러나 트랜지스터를 추가해야하므로 광 감지 영역을 줄이고 복잡성을 증가시킵니다. Wikipedia를 참조하십시오 .
Nayuki

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센서는 본질적으로 감지를 멈추지 않기 때문입니다. 빛이 센서에 닿을 때 작은 커패시터에서 충전되지 않도록 센서에 내장 된 메커니즘이 없습니다. 또한 센서에서 모든 데이터를 읽는 데 시간이 오래 걸리므로 펌웨어가 센서를 재설정하고 노출 시간을 기다렸다가 데이터를 읽는 경우 이미지의 부분간에 노출 시간이 크게 변할 수 있습니다.

디지털 센서는 기계식 셔터 없이도 연속적인 비디오 프레임을 읽을 수 있습니다. 그러나 프레임 속도는 고정되어 알려져 있으며 프레임 당 노출 시간이 상당히 길다 (일반적인 스틸 사진 값에 비해), 프레임의 다른 부분이 다른 시간에 노출되는 "롤링"노출이 허용되며 해상도가 낮습니다.

일부 센서에는 본질적으로 "전자식 셔터"가 있습니다. 이것들은 지정된 시간 동안 빛을 통합 한 다음 전체 배열을 읽을 수있을 정도로 충분히 값을 고정시킬 수 있습니다. 그러나, 이것은 실리콘 영역을 필요로하며, 이는 일반적으로 디지털 스틸 카메라에서 더 나은 광 수집에 소비하는 것이 더 바람직하다.

오늘날의 디지털 카메라에서 예상되는 정확하고 빠른 셔터 시간과 고해상도를 얻으려면 시장에서 수용 할 수있는 가격으로 현재 기술을 갖춘 기계식 셔터가 필요합니다.


"센서는 본질적으로 감지를 멈추지 않습니다"이것이 사실입니까? 카메라 전원을 켜두면 센서 수명이 단축됩니까?
Omne

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@Omne : 아닙니다. 감지는 센서의 수명을 단축시키지 않습니다.
Olin Lathrop

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그 이유는 경제적입니다. 글로벌 셔터가 장착 된 CMOS 센서를 사용할 수 있지만 복잡성이 추가되어 비용이 매우 비싸기 때문에이 사진을 구입하는 사람은 거의 없습니다.

소니 비디오 카메라 모델 PMW-F5와 PMW-F55를 살펴 보겠습니다 . 글로벌 셔터는 그들 사이의 주요 차이점입니다. 가격 차이는 1,600 만 달러에서 2,900 만 달러로 상당히 가파르 며 9 백만 화소를 뱉는 센서에만 해당됩니다. 또한, F55의 감광도는 거의 멈추게됩니다.

글로벌 셔터는 프레임 전송 CCD 센서와 함께 제공됩니다. CCD의 약점은 높은 ISO 성능이므로 일부 Leica 모델 및 중간 형식과 같은 일부 고가의 계층 카메라에서만 사용됩니다.


프레임 시프 팅 CCD는 Wikipedia에서 설명한 프레임 전송 CCD와 같은가요? 저에게있어, 프레임 시프 팅은 Elite Dangerous가 태양계를 여행 할 때 사용하는 FTL 기술입니다.
John Dvorak

@JanDvorak 예, 프레임 전송 CCD를 의미했습니다. 올바른 용어를 상기시켜 주셔서 감사합니다.
Imre
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