En el modo de persiana enrollable, ¿qué determina el tiempo que un sensor CMOS escanea a través de cada píxel?

Gran pregunta

Si bien no todos los sensores de imagen CMOS emplean ‘obturador enrollable’ (algunos de los sensores CMOS más caros tienen ‘obturador global’), la mayoría sí, particularmente los más pequeños (los que tienen sensores más pequeños, es decir, menos de unos pocos µm).

La razón principal para hacer esto es aumentar el tiempo que cada sensor puede recolectar luz, por lo tanto, es efectivamente más sensible a la luz que una disposición tradicional de ‘obturador global’ en el sensor del mismo tamaño, lo que a su vez es deseable para compensar tener sensores pequeños, porque los pequeños sensores recogen menos fotones.

La compensación, por supuesto, es el ahora conocido ‘efecto de obturador rodante’ al capturar objetos que se mueven rápidamente:

Lo que sucede es que el sensor es:

(a) comenzar la exposición de cada fila (o columna) de sensores de forma secuencial a la velocidad determinada por: velocidad de fotogramas / número de filas (o columnas)

y

(b) finalizar la exposición de cada fila (o columna) de sensores después de un período de tiempo determinado por el algoritmo de exposición (es decir, cuanto más oscura es la escena, más tiempo se expone cada fila)

Los tiempos de los dos son independientes (dentro de ciertos límites; obviamente, no puede exponer una fila por más tiempo que el período de cada cuadro, por ejemplo).

Entonces, ‘a’ está determinado fundamentalmente por la velocidad de fotogramas, y para una imagen en movimiento estándar que suele ser 24 (por ejemplo, película de 35 mm), 25 (TV estándar PAL), 30 (TV estándar NTSC (o quizás 50 o 60 fps para video entrelazado o de alta velocidad de fotogramas). En su caso, 1 / 42ms = 23.8 fps, lo suficientemente cerca de 24 fps.

Sin embargo, ‘b’, el ‘tiempo de exposición’, variará, y aún importa :). Cada fila estará expuesta por, desde su ejemplo, 1/3200 de segundo o 1/20000 de segundo.

Hay muchas más explicaciones para ayudar a explicar esto:

Todo lo que quería saber sobre la persiana enrollable – Fotografía DIY

La matemática detrás del fenómeno de la persiana enrollable