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工业相机的曝光、快门

发布时间:2022-12-30
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什么是曝光?

尽管摄影从诞生以来,无数人就一直在探索相机能发挥哪些作用。但一个最基本的功能就是把我们眼睛看到的通过摄影记录下来。

我们的眼睛实际上的工作方式与带有测光系统的相机相似,先对光纤的强度进行测定,再计算出合适的曝光参数来曝光。一个证明就是有时候我们如果在中午看完电影从电影院出来,我们会本能的感觉到外面的光线非常的刺眼,但只要稍微闭眼一下,就会立刻适应了,也就是说我们的眼睛在光线强度发生巨大变化的时候,也是需要一些时间去“调整曝光参数的”

如果把我们的视觉系统可以比做照相机的话,大家都应该能理解,我们瞳孔其实就起到了照相机镜头光圈类似的作用,科学家研究已经充分证明了于我们的瞳孔在看一些东西的时候中国一直在不断运动着的,会根据眼睛所注意到的物体的亮度,放大收缩。这个视野范围约37度到38度,那么如果把我们的视觉系统比做照相机的话,那么这就是其中一台带测光的自动档照相机。

好吧,考虑到所有这些理论,让我们解释为什么我们在背光情况下观察亮度正常的人或物,但相机一拍照就会变黑。

原因有以下几个方面:

首先,根据我们对眼睛的描述,我们看到的是正常的,事实上,当我们的眼睛注意到事物时,它们只有37到38度的有效视野,例如,如果你在太阳下看一个人的脸,你实际上并没有注意到天空,但是当你看天空时,你的眼睛实际上将注意力转移到天空,这相当于针对天空进行“测光”,如果人和太阳比太强,你的眼睛抬起时,其实是本能地眯起眼睛。这证明了我们的视觉系统正在“调整曝光参数”。但即便如此,摄像机进行这些转换的速度比我们的视觉系统慢得多,而且必须一次拍摄一张照片。

有人会问,37度38度范围如果没有离开的够远,那么对于我们通过眼睛的有效管理范围也很大,肯定可以同时注意到人和天空了。

那么这就是第二个重要原因,我们人眼可以通过接受的最亮的光强和最暗的光强比——也就是“宽容度”的概念约为50000倍,换算为光圈的档数约15.6档的光圈,也就是2的15.6次方。而我们目前的照相机宽容度,可以根据查到的数据进行最高水平约为14档,2的14次方关系换算得到一下也就是16000倍多一些,50000倍和16000倍相比存在差距问题还是很可观的。

什么是快门?

工业相机一般配备有电子快门功能,电子快门不需要任何机械部件。相机使用电子脉冲长度来控制相机传感器的光的积分时间。相机暴露于光的时间越长,累积的信号电荷越多,并且输出信号的幅度越大。照相机的输出仅是当电子快门打开时由传感器累积的光电荷信号,并且在剩余时间中的光电荷信号被放电。电子快门的特点是无运行噪声,速度等级多,速度快,适合分析快速运动过程,但图像中有间断和间歇跳跃的感觉。

目前,相机的最小电子快门时间通常是百万分之一秒,较高的电子快门速度可以对观看移动图像产生“动作冻结”效果,这大大提高了相机的动态分辨率。同时,随着电子快门速度的提高,在传感器积分时间内,聚焦在传感器上的光通量逐渐减小,从而降低了相机的灵敏度。因此,高速电子快门需要足够的照明来保证图像的正常灰度。

以上就是海伯森技术(深圳)有限公司对于工业相机的曝光、快门的见解,希望对您有所帮助。



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