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理解 rolling shutter

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现在主要来聚焦 CMOS,曝光时间和读出时间,哪个占比更大?

answer

在现代 CMOS 传感器里,读出时间往往比曝光时间更长,尤其在高速或高分辨率场景。

为什么要 rolling shutter?所有像素统一曝光,然后读出的时候进行流水线,不可以吗?

answer

1. 全局快门(Global Shutter)实现方式

  • 每个像素必须:

    1. 存储完整曝光电荷
    2. 独立快门控制
    3. 独立缓冲/寄存(避免读出时曝光继续)

2. 为什么 CMOS 通常不用

  1. 像素面积大

    • 存储/开关/缓冲电容 → 限制填充因子
    • 光敏面积减小 → 灵敏度下降
  2. 功耗和复杂度高

    • 每像素需要额外电路
    • ADC/行列逻辑压力增加
  3. 成本上升

    • 晶圆面积增大
    • 设计复杂 → 成本 ×2~3

一句话总结

总之就是面积爆炸(最致命)、功耗爆炸、布线难度等等一系列很难去克服的缺点。

第二行的曝光是在第一行的读出快要结束前开始的吗?还是要等第一行读出全部结束后,才能进行第二行曝光

answer

第二行曝光开始时:✅ 第一行不必等完全读出结束

举例

时间轴 行 1 行 2 行 3
t0 开始曝光
t1 曝光中 开始曝光
t2 读出 曝光中 开始曝光
t3 读出 读出 曝光中

每行曝光重叠进行,行间延迟 ≈ 读出一行的时间,不是等上一行完全读完再开始。

你上面的例子中,t3 为什么可以第一行在读出,第二行也在读出?

answer

第二行存到的是临时行寄存器中