需要知道CMOS傳感器的工作方式並不是像很多人想象的那樣通過一個信號線就可以控制曝光的開始和結束。傳感器的感光二極管不停的在捕獲入射光子並轉換成電子存儲在電荷井中，控制部分可以將其讀出和清零，但不能停止曝光。那么電子快門是怎么實現的呢？都存在哪幾種快門，原理是什么？
1、什么是shutter？
快門是照相機用來控制感光片有效曝光時間的機構。是照相機的一個重要組成部分，它的結構、形式及功能是衡量照相機檔次的一個重要因素。一般而言快門的時間范圍越大越好。秒數低適合拍運動中的物體，某款相機就強調快門最快能到1/16000秒，可輕松抓住急速移動的目標。不過當你要拍的是夜晚的車水馬龍，快門時間就要拉長，常見照片中絲絹般的水流效果也要用慢速快門才能拍出來。Global shutter 曝光時間更短，但會增加RMS 讀出噪聲；Rolling shutter可以達到更高的幀速，但當曝光不當或物體移動較快時，會出現部分曝光(partial exposure)、斜坡圖形(skew)、晃動(wobble) 等現象。曝光時間短的應用（如<500μs）適合Global shutter，曝光時間長（如大於500μs）時，選擇rolling shutter可以有更低的噪聲和幀速。
1.1 什么是global shutter？
通過整幅場景在同一時間曝光實現的。Sensor所有像素點同時收集光線，同時曝光。即在曝光開始的時候，Sensor開始收集光線；在曝光結束的時候，光線收集電路被切斷。然后Sensor值讀出即為一幅照片。CCD就是Global shutter工作方式。所有像元同時曝光。
如果被拍攝物體相對於相機高速運動時。用Global shutter方式拍攝，假如曝光時間過長，照片會產生模糊（拖尾）現象。
1.2 什么是rolling shutter？
與Global shutter不同，它是通過Sensor逐行曝光的方式實現的。在曝光開始的時候，Sensor逐行掃描逐行進行曝光，直至所有像素點都被曝光。當然，所有的動作在極短的時間內完成。不同行像元的曝光時刻不同。
快速運動的物體，行曝光時間內的微小位移造成：部分曝光現象(partial exposure)、斜坡現象（skew）、晃動現象（wobble），這種Rolling shutter方式拍攝出現的現象，就定義為果凍效應。
2、電子快門
2.1 electronic rolling shutter
目前大多數CMOS傳感器采用這種快門。對任一像素，在曝光開始時現將其清零，然后等待曝光時間過后，將信號值讀出。因為數據的讀出是串行的，所以清零/曝光/讀出也只能逐行順序進行，通常是從上至下，和機械的焦平面快門非常像。
和機械式焦平面快門一樣，對高速運動的物體會產生明顯的變形。而且因為其掃描速度比機械式焦平面快門慢，變形會更加明顯。例如如果數據的讀出速度是每秒20幀，那么圖像頂部和底部的曝光先后差異將多達50毫秒。
為了彌補這個缺陷，通常數碼相機中通常配合機械快門，曝光開始時整個圖像傳感器清零（目前的絕大多數傳感器都具備快速清零功能，可以在幾個時鍾周期內完成整個傳感器的清零），然后機械快門打開，曝光結束后機械快門關閉，數據順序讀出。
2.2 行掃描
Progressive scan CCD 逐行掃描CCD
在曝光之前整個圖像重置，將任何在光電二極管中的殘余電荷清除；然后光電二極管在曝光時間中積累電荷；在曝光時間結束后，所有的電荷同時傳送到傳感器的光屏蔽區域。然后電荷從傳感器的光屏蔽區域轉移並讀出。在這種模式下曝光控制不需要機械快門
Interline mode 隔行模式
一些CCD只能在隔行模式下讀出。在這種模式下，電子快門在曝光前將所有光電二極管重置，和逐行掃描模式一樣。但是在曝光結束時，並不是所有電荷能同時從光電二極管中傳送出；圖像的奇數行與偶數行電荷必須在不同的時間內轉移；所以圖像不能正確的結束曝光-奇行和偶行將有不同的曝光時間；這種情況下需要繼續快門來正確的結束曝光；一旦機械快門關閉，圖像的奇數場和偶數場可以在不增加任何額外的曝光下時間下讀出。這就是大多數消費類相機的操作方法。
CMOS Rolling shutter
cmos圖像的卷簾式快門工作原理類似電影攝像機的焦平面快門。一般的，圖像傳感器中像素行按照次序重置，從最上面開始然后一行行進行直到最下方；當這個重置電路已經往圖像下方移動了一些距離，讀出開始：像素行按次序讀出，從最上面開始然后准確的以同樣的方式和像重置進程一樣同樣的速度一行行進行直到最下方。從一行開始重置到一行開始讀出的時間就是曝光時間；通過變化在當重置掃過一行和當這一行的讀出發生之間的時間數目，可以控制曝光時間；在卷簾式快門中，曝光時間能夠變化，從單線（重置之后，下一行讀）直到全幀時間（在頂部讀出開始之前，重置達到圖像底部）或者更多。
2.3 全局快門(global shutter/snapshot shutter)。
最主要的區別是在每個像素處增加了采樣保持單元，在指定時間達到后對數據進行采樣然后順序讀出，這樣雖然后讀出的像素仍然在進行曝光，但存儲在采樣保持單元中的數據卻並未改變。
這種機構的主要缺點在於增加了每個像素的元件數目，使得填充系數降低，所以很難設計出高像素數的傳感器，另外采樣保持單元還引入了新的噪音源。目前只有美光（Micron）和賽普拉斯（Cypress）生產具有全局快門的CMOS傳感器，主要用於機器視覺和超高速攝影，目前最高分辨率為4M。
從上面可以看出，如果電子卷簾快門的移動速度如果能達到機械式焦平面快門的水平，就可以解除對機械快門的依賴。也就是必須提高數據的讀出速度。
這個速度的主要瓶頸在於電荷從列放大器轉移到公用數據線所需時間，具體來說就是通過一個運放給一個電容充電的過程，要提高其速度只能通過提高運放速度或降低電容值。前者會增加功耗和噪音，而后者則和傳感器的行數成正比，所以像素數目越多則讀出速度會越慢。短時間內，電子卷簾快門速度還達不到機械式焦平面快門的水平。