Funcionamento e utilização de câmeras Rolling Shutter CMOS

As mais recentes câmeras CMOS de obturador de persiana, como a da série Baumer CX com sensores Sony STARVIS, são caracterizadas por alta sensibilidade e baixo ruído e são ideais para aplicações em ambientes industriais. Combinado com a alta velocidade do sensor, as câmeras são usadas em cada vez mais aplicações que antes eram reservadas para modelos com sensores de obturador globais.

Vantagens em comparação com câmeras de obturador global:

• Arquitetura de pixel compacta, simples e económica, graças ao armazenamento intermediário economizado e ao sistema eletrónico de leitura reduzido.
• Produção de calor reduzida e baixo ruído eletrónico, pois são utilizados menos transístores.
• Baixo ruído temporal devido à leitura imediata da informação de carga.
• O tamanho reduzido do pixel permite alta resolução por área do sensor, de modo que até 20 megapixels estão disponíveis no formato compacto de 29 × 29 mm com uma ótima relação custo-benefício.

Exemplos de aplicações:

• Sistema eletrónico: alinhamento e inspeção de PCB, identificação (leitura de código e texto)
• Robótica: aplicações Pick & Place
• Farmacêutica: leitura de código e leitura multicódigos de rótulos de produtos
• Microscopia: análise de imagens e documentação

Efeito de obturador de persiana

Se um objeto se move mais rápido do que o tempo de exposição e leitura do sensor, a gravação pode ser distorcida devido à exposição de passagem – ocorre o chamado efeito de obturador de persiana.

Com altas taxas de atualização de até 100 imagens/s, as câmeras CMOS atuais e rápidas com sensores de obturador de persiana Sony Starvis minimizam visivelmente este efeito e abrem, assim, uma infinidade de aplicações.

Evite os efeitos do obturador de persiana

Alguns sensores de obturador de persiana têm um modo de operação especial: o chamado obturador de reinicialização global. Tal como acontece com o obturador global, todos os pixels são expostos ao mesmo tempo, enquanto o processo de leitura ocorre linha por linha com um deslocamento de tempo. Como resultado, cada linha do sensor é exposta por tempos diferentes e uma curva de brilho é gerada na imagem gravada. Possíveis distorções devido ao efeito do obturador de persiana ainda são visíveis. Isso pode dificultar a avaliação da imagem estável.
No entanto, se combinar o modo de operação de reinicialização global de obturador com iluminação flash e sombra de luz externa, o efeito do obturador de persiana pode ser evitado. Se o flash dominar a exposição e outras luzes estranhas forem suprimidas, todos os pixels receberão a mesma quantidade de luz. A subsequente leitura linha por linha e o comprimento diferente de exposição das linhas resultante, então, não desempenham mais um papel, uma vez que nenhuma luz estranha está envolvida. Se a câmera também estiver alinhada de tal forma que a direção do movimento do obturador corresponda à do objeto, uma redução adicional na distorção geométrica pode ser alcançada através do efeito do obturador de persiana.

Se os objetos de inspeção estiverem estacionários, moverem-se lentamente ou pararem para a captura de imagens, as câmeras com sensor CMOS de obturador de persiana são ideais e oferecem uma ampla gama de aplicações.