高速工业相机常见曝光方式：全局曝光和卷帘曝光

了解快门是高速工业相机中的一个重要的组成部分，它的组成结构、形式和功能是衡量照相机档次的一个重要的因素。

常见的电子快门的方式是全局快门和卷帘式快门两种，全局快门是通过整幅图片再同一时间曝光实现的。

传感器的所有像素点同时收集光线，同时曝光。当到了预设的曝光时间，传感器会停止收集光线，并且将曝光图像转成电子图像。

在这个过程当中，并没有实际意义上的快门存在，当曝光开始的时候，传感器开始收集光线，在曝光结束的时候，光线收集电路会被切断，传感器读出值就成为一副图片。而卷帘式快门和全局快门有所不同，它是通过控制芯片逐行曝光的方式实现的。卷帘式快门也没有实际意义上的快门，而是通过通断电来控制传感器，使其不同部分在不同的时间下对光的敏感度不同。

逐行进行曝光，直到所有像素点都被曝光，当然了，所有的动作在很短的时间内完成，一般情况为1/48至1/60秒。需要注意的是，卷帘式快门采用的是逐行曝光的方式，如果物体或者摄像头在拍摄期间处于快速运动状态，拍摄的结果就可能会出现“倾斜”、“摇摆不定”或者“部分曝光”等任意一种情况。

卷帘式快门是逐行顺序曝光，所以不适合运动物体的拍摄。当采用全局快门方式曝光时，所有像素在同一时刻曝光，类似于将运动物体冻结了，所以适合拍摄快速运动的物体。

但是全局快门可能会出现像糊现象。像糊现象的出现与否取决于曝光时间的长短。如果曝光时间太长且物体移动太快，则将出现像糊现象；如果曝光时间很短，就像移动的物体瞬间冻结一样，就几乎没有像糊现象。

一般来讲，CCD高速工业相机是全局曝光，而CMOS工业控制相机存在全局曝光也存在卷帘曝光。

今天，小编主要带大家详细了解下全局曝光和卷帘曝光都有哪些区别？

全局曝光：高速工业相机的全局曝光十分容易理解，，就是说光圈打开以后，整个芯片像同时曝光。传感器的所有像素同时收集光并且同时曝光。

在曝光开始时，传感器开始收集光线;在曝光结束时，光线收集电路被切断。然后将传感器值读出为图片。因此，曝光时间与机械的开关速度有关。既然跟机械运动有关，理论上全局曝光的曝光时间非常少。

卷帘曝光：是CMOS开始曝光的时候，感光元件是从头一行、第二行、第三行...这样按照一定顺序进行光线感测，一直到整片感光组件从上到下每一行都曝光自己完成工作为止，也就是不同行像元的曝光间是不同的。

在该曝光模式中，当光圈打开后，存在具有一定间隔的卷帘，以控制传感器的曝光时间。因此，曝光时间的长短完全取决于卷帘的开口的大小和卷帘的运动速度。也就是说，卷帘移动越快，卷帘的间距就越小，传感器的曝光时间就越小，卷帘曝光模式有更小的曝光时间。

但是卷帘曝光整体曝光时间较长，另外在拍照时，如果左右高速工业相机晃动或者拍摄快速移动的物体，会看到画面顶部和底部曝光时间不同导致的果冻现象。

如果被拍摄一个物体相对于相机高速运动时。用全局曝光方式可以拍摄，如果曝光时间过长，照片会产生像糊现象。像糊现象已经出现问题与否主要取决于曝光时间的长短，假如曝光时间很短，类似于运动目标物体在瞬间被冻结了，则少有像糊。

两者的优缺点

(1)全局曝光的优点是同时曝光所有像素点。缺点是曝光时间有限，并且存在机械非常小的曝光时间。全局曝光时间较短，不仅可以提高效率，而且可以消除图像果冻现象的问题。

（2）高速工业相机卷帘曝光的优点是具有更小的曝光时间。缺点是由于逐行的是在不同时间进行曝光取像，如果图像运动的，则会存在明显的拖影。因此，卷帘曝光不适合拍摄运动的物体。

高速工业相机通常用于机器视觉检测，在高速运行中的产线对物体进行精密的定位、测量和缺陷判定。此外，凭借着瞬时高分辨率拍摄的特点，高速工业相机在运动拍摄、流体研究、高速碰撞甚至是爆炸场景也都有独特应用优势。

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