在某些特殊視頻監(jiān)控應用領域(如高清抓拍)，用戶抱怨所采用CMOS圖像傳感器的攝像機不能滿足要求。CMOS傳感器的工作方式，并不是通過一個信號線就可以控制曝光的開始和結束。傳感器的感光二極管不停的在捕獲入射光子并轉換成電子存儲在電荷井中，控制部分可以將其讀出或清零，但不能停止曝光。在這個過程中，并沒有實際意義上的快門存在，這也叫電子快門。那么電子快門是如何實現(xiàn)的呢?
一種是Rolling Shutter(卷簾式快門)。對任一像素，在曝光開始時現(xiàn)將其清零，然后等待曝光時間過后，將信號值讀出。數(shù)據(jù)讀出采用串行方式，所以清零/曝光/讀出也只能逐行順序進行，通常是從上至下。Rolling Shutter可以達到更高的像素和幀率，但由于掃描速度和數(shù)據(jù)讀出速度的差異，無法實現(xiàn)和現(xiàn)有的閃光燈同步。但當曝光不當或物體移動較快時，會出現(xiàn)部分曝光、傾斜、抖動等現(xiàn)象。這一特性催生了長延時閃光燈的誕生，以解決現(xiàn)有Rolling Shutter模式下的閃光同步問題。
另外一種是Global Shutter(全局快門)。在每個像素處增加了采樣保持單元，在指定時間達到后對數(shù)據(jù)進行采樣然后順序讀出，這樣雖然后讀出的像素仍然在進行曝光，但存儲在采樣保持單元中的數(shù)據(jù)卻并未改變。相當于是整體統(tǒng)一進行一次性曝光。Global Shutter曝光時間更短，適合抓拍場合應用。但由于增加了每個像素的元件數(shù)目，使得填充系數(shù)降低，所以很難設計出高像素數(shù)的傳感器，另外采樣保持單元還引入了新的噪音源，增加了RMS 讀出噪聲。
通常情況下，曝光時間短的應用(如小于500μs)適合Global Shutter;曝光時間長(如大于500μs)時，選擇Rolling Shutter可以實現(xiàn)更低的噪聲和更高的幀率。目前，很多圖像傳感器廠商也在將Global Shutter技術引入安防監(jiān)控用的芯片中，相信很快就會有配合傳統(tǒng)閃光燈高清抓拍應用的高性價比產(chǎn)品面市。
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