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CCD工業(yè)相機(jī)的電子快門時(shí)間詳解
北京盈美智科技發(fā)展有限公司
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電子快門是相對(duì)相機(jī)的機(jī)械快門功能而提出的一個(gè)術(shù)語,它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間,由于CCD感光的市值就是信號(hào)電荷的積累,感光越長,信號(hào)電荷積累實(shí)踐也越長,輸出信號(hào)電流的幅值也越大。

CCD工業(yè)相機(jī)的電子快門是利用電子技術(shù)在時(shí)間上控制CCD芯片上電荷的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移,從而得到“快門”效果。電子快門是利用了CCD不通電不工作的原理,在CCD不通電的情況下,盡管像場窗口“大敞開”,但是并不能產(chǎn)生圖像。如果在按下快門鈕時(shí),使用電子時(shí)間電路,使CCD只通電“一個(gè)指定的時(shí)間長短”,就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。

電子快門的特點(diǎn)是無運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲、速度檔次多、速度快,適合分析快速運(yùn)動(dòng)過程,但存在圖像的不連續(xù)、間斷跳躍感。常見的電子快門的方式有rolling shutter 和 Global shutter兩種,rolling shutter是逐行順序曝光,所以不適合運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。當(dāng)采用global shutter方式曝光時(shí),所有像素在同一時(shí)刻曝光,類似于將運(yùn)動(dòng)物體凍結(jié)了,所以適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。

如果CCD的曝光時(shí)間過長,就會(huì)使速度快的運(yùn)動(dòng)物體變模糊。CCD工業(yè)相機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭的電子快門可以使曝光時(shí)間得到控制和調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)可以用CCD工業(yè)相機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭上的開關(guān)組合來實(shí)現(xiàn),也可以通過CCD工業(yè)攝像機(jī)上的串行總線來控制。這種非機(jī)械式的、具有很大的靈活性的快門控制,給視覺系統(tǒng)帶來了極大的好處。 電子快門的曝光時(shí)間的變化,僅僅改變了CCD光敏像元對(duì)外來光的感應(yīng)時(shí)間,但不會(huì)改變CCD內(nèi)在的視頻讀出周期。對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體來說,快門時(shí)間越短,所獲取的圖像越精確,即越不模糊,但過短的曝光時(shí)間會(huì)使光照強(qiáng)度大大提高,給光照技術(shù)帶來很大的困難,所以應(yīng)選擇合適的快門時(shí)間。 

快門時(shí)間與物體的大小、運(yùn)動(dòng)速度、物體至鏡頭的距離等因素有關(guān),特別是機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)獲取器圖像的精度要求,以像元為單位,例如1個(gè)、2個(gè)或者1/2個(gè)像元精度。

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