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CMOSローリングシャッターカメラ

ローリングシャッターカメラとは？

ローリングシャッターカメラには、センサーの露出と読み取りのための非常にシンプルで堅牢なアーキテクチャが装備されています。これにより、各画素にメモリ要素を持つグローバルシャッターと比較して、イメージセンサーチップが簡単かつコンパクトになります。一方で、アーキテクチャの構築がより複雑になります。しかし、ローリングシャッターのコンパクトさにより、より多くの画素を比較的小さな画像サイズに収めることができます。これらの画素は1μm以下まで小さくすることができ、メガピクセルの採用が容易になります。現在でも、ローリングシャッターアーキテクチャは進化を続けており、読み出しベースの多重露出HDR、LFMテクノロジーなどのイノベーションを取り入れ続けています。

そのため、一般に考えられているのとは異なり、ローリングシャッターカメラは、シャッターを外部割り込みやセンサーに合わせたり、センサーの露出や読み込みのトリガーしたりすることを含むマルチカメラ同期など、多くの機能を実行できます。

ローリングシャッターカメラのその他のメリット:

  • シャッタースピードの高速化と高フレームレート
  • 低コストのセンサー
  • 優れたイメージング感度
  • メモリ要素がないため、暗い場所でのシャッター効率に影響を与えるゴーストの問題が解消

ローリングシャッターセンサーはどのように機能しますか?

カメラのローリングシャッターモードでは、時間的なずれを伴いながら画素列を次々と露光していきます。最初に、画像の一番上の行が光を収集して処理し、次の行が続きます。したがって、連続する行の集光プロセス全体で遅延が発生します。しかし、各行の集光時間の合計はまったく同じです。

グローバルリセットリリース (GRR) モードが重要なのはなぜですか?

まず、ローリングシャッターカメラのセンサーはさまざまなタイミングで露出することを理解することが重要です。その結果、動きの速いオブジェクト (オブジェクトの速度がカメラのシャッター速度よりも速い場合) を撮影するときに歪みが生じます。

したがって、グローバルリセットリリース (GRR) モードは、ローリングシャッターカメラをグローバルシャッターのような性能の実現に近づけます。これは、ストロボLEDフラッシュやメカニカルシャッターを使用して外部で行い、動きの速い被写体を撮影しながらグローバルシャッターカメラのパフォーマンスに一致させます。そのため、GRRモードでは、すべての行のリセットが同時に発生し、すべての行が同時に画面に表示されるようにします。

グローバルリセットリリースの概念の詳細については、記事「グローバルリセットリリースとは」、「e-conカメラではどのように機能しますか?」を参照してください。