【相机知识详解】8/10 快门的种类与优劣

您所在的位置:网站首页 相机快门机构设计 【相机知识详解】8/10 快门的种类与优劣

【相机知识详解】8/10 快门的种类与优劣

2023-07-28 16:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文的详细版本已更新!!!

本文的详细版本已更新!!!

本文的详细版本已更新!!!

https://www.bilibili.com/read/cv21750774

本篇文章包含对全域快门、机械快门(焦平面快门、镜间快门)、电子前帘快门的讲解

如未了解过前面的相关知识,建议先看一下之前的文章

传送门:CV9177067   前言CV9266076   基础篇(上)CV9340341   基础篇(下)CV9377605   手机中的算法CV9518899   杂项CV9529972   CIS的大致组成CV9769773   CIS速度的影响因素与结构

一、电子快门:

        电子快门分为卷帘快门(Rolling Shutter)和全域(全局)快门(Global Shutter),其中卷帘快门在果冻效应中已有介绍。

        全域快门中,所有的像素同时开始和终止曝光,可以避免果冻效应。相比CCD,CMOS实现全局快门目前较为困难,成本较高,但足以量产并供专业、半专业群体使用。SONY中,最新的全局快门CIS为Pregius S系列,通过为每个像素单独设置缓存来实现,同时采用堆叠BSI来保障性能。

全局快门像素结构

二、机械快门:

        一般所说的机械快门都指焦平面快门,但下文提到的镜间快门也属于机械快门,下文均讲解的为焦平面快门。

        机械快门的目的在于减轻果冻效应。机械快门有机械前帘和机械后帘两部分,两部分紧挨在一起。

        在曝光过程中,首先在前帘遮挡下的黑暗中,CIS开始曝光(此时没有图像)。之后,前帘抬起,CIS接收到光子,继而后帘抬起,CIS停止接收光子,再次进入黑暗。最后CIS结束曝光,由ADC逐行读出。

紫色为快门帘,橙色为CIS

        在此过程中,相当于CIS的读取时间变为了机械快门后帘抬起所需的时间,全画幅相机一般为4ms(除了SONY α1对快门结构进行了改进,将这一速度提升至2.5ms),相比一般全画幅相机的30ms左右的电子快门,可以明显减轻果冻效应。但由于有机械结构运动,在曝光过程中会造成相机震动,在严苛要求下会导致画面模糊。

        机械快门未来在较专业的领域中将大概率会被取代,目前α1的电子快门已经可以做到4ms的速度,即普通的机械快门的速度,而随着全域快门向微单领域的进发,机械快门的占比可能将会大幅减少。

三、电子前帘:

        为解决纯机械快门的震动问题,电子前帘将机械前帘抬起的过程改为控制CIS逐行开始曝光,此过程的时间不受限制,因此可以令其为后帘抬起所需时间。当需要停止接收光子时,后帘抬起。对于果冻效应的控制与机械快门相同。         但由于机械后帘与电子前帘不在同一平面内,会造成光斑不完整(切光斑)、沿快门方向的色散加重等问题,并且快门时间越短越明显,一般不建议使用这种快门。

电子前帘(左);机械快门(右)

四、镜间快门:

        这种快门方式可以做到无论镜间快门的质量怎么样,在拍摄单张图像时也不会产生果冻效应。         镜间快门设置在镜头的光圈旁,结构跟光圈很像,通过叶片的开合控制是否进光,运行时,叶片先闭合,而后CIS开始曝光,之后叶片打开,接收光线,最后叶片闭合,CIS停止曝光。

        由于其在开合的全过程中整个CIS均匀受光,因此不存在果冻效应。其缺点是会降低进光量和增大景深,并且其对镜头有要求,更换复杂,因此现在基本用在画幅较大的胶片相机上,除了专业领域以及部分卡片机,很少有数码相机使用这种机械快门。

目录:

临时决定把“补充”篇加点内容拆成两部分

下一篇包括简要介绍CIS曝光的全过程、像素位移技术以及信噪比对画质的影响

将于2.20发布

        我不是专门学这个的,这些知识都是我在购买相机前,以及个人兴趣从网上的文章中学的,结合自己的理解写的这一系列的文章。或因为原文章本身有误,或因为我的记忆或理解出现差错,不能保证文章的内容都是正确的。如果文章中有错误,可以在评论区指出或私信与我讨论。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3