Alors, pourquoi les données d'image du capteur ne peuvent-elles pas être téléchargées vers le processeur, globalement? Pourquoi est-il téléchargé ligne par ligne?
C'est une question de limitations physiques et de simplicité. La limitation physique est qu'il n'y a que de l'espace pour un certain nombre de connexions externes - vous ne pouvez pas connecter tous les pixels au processeur et saisir toutes ces données à la fois car il n'y a pas assez de place pour les 20 millions (ou même plus) de petits les fils qui devraient passer du capteur au processeur. Il n'y a même pas assez de place (sur le capteur ou le processeur) pour suffisamment de connexions externes pour lire tous les pixels sur une seule ligne exactement en même temps. Donc, vous devez être en mesure de stocker l'image sur le capteur de manière à pouvoir la lire un peu à la fois.
Ce que vous pouvez faire, c'est que chaque pixel se connecte à sa propre petite cellule de mémoire, de sorte que lorsque vous déclenchez le «volet», chaque pixel stocke sa valeur dans son emplacement de mémoire respectif exactement au même moment. C'est ce qu'on appelle un obturateur global, et certains capteurs d'image fonctionnent exactement de cette façon. Mais cela ajoute de la complexité, ce qui signifie que davantage de puces sur chaque lot seront défectueuses, ce qui signifie un rendement inférieur de chaque tranche de silicium, ce qui signifie des capteurs plus chers. En outre, tous ces circuits supplémentaires prennent de l'espace qui pourrait mieux être consacré à des pixels plus ou plus grands. Donc, ce qu'ils font à la place, c'est de créer suffisamment de cellules de mémoire pour imager une seule ligne à la fois. Cette ligne est envoyée au processeur, puis la ligne suivante est lue, etc. Ceci est le volet roulant.
Parce que le capteur ne cesse essentiellement de détecter. Il n'y a aucun mécanisme intégré au capteur pour ne pas saigner la charge des petits condensateurs lorsque la lumière le frappe. Il faut également assez de temps pour lire toutes les données du capteur, de sorte qu'il y aurait une variation significative du temps d'exposition entre les parties de l'image si le micrologiciel réinitialisait le capteur, attendait le temps d'exposition, puis lisait les données.
Les capteurs numériques peuvent lire des images vidéo successives sans avoir besoin d'obturateurs mécaniques. Cependant, la fréquence d'images est fixe et connue, le temps d'exposition par image est assez long (par rapport aux valeurs typiques de photographie fixe), une exposition «roulante» où différentes parties de l'image sont exposées à des moments différents est acceptable et la résolution est faible.
Certains capteurs ont essentiellement des "obturateurs électroniques". Ceux-ci peuvent intégrer la lumière pendant un temps spécifié, puis geler la valeur au moins assez longtemps pour que l'ensemble du réseau soit lu. Cependant, cela prend une zone de silicium, ce qui est généralement plus souhaitable de dépenser pour une meilleure collecte de lumière dans les appareils photo numériques.
Pour obtenir des temps d'obturation précis et rapides et la haute résolution attendue des appareils photo numériques d'aujourd'hui, il faut un obturateur mécanique doté de la technologie actuelle à des prix acceptables par le marché.
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La raison est économique. Des capteurs CMOS avec obturateur global sont disponibles, mais leur complexité supplémentaire les rend très chers, et ce surcoût serait justifié pour très, très peu de photographes.
Prenons les modèles de caméras vidéo Sony PMW-F5 et PMW-F55 . L'obturateur global est la principale différence entre eux. La différence de prix est assez abrupte, 16 000 $ contre 29 000 $ - et ce uniquement pour un capteur crachant 9 mégapixels. De plus, la sensibilité à la lumière du F55 souffre de presque un arrêt.
L'obturateur global est fourni avec les capteurs CCD à transfert de trame. Le point faible du CCD est ses performances ISO élevées, ils ne sont donc utilisés que dans certains appareils photo à prix plus élevé, tels que certains modèles Leica et les formats moyens.
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