На главную страницу сайта
 

+7 812 606-66-55
 
 
Главная >>  Статьи и публикации

СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ



 

Новые USB 2.0 мегапиксельные камеры ЭВС серии 830.

Дата публикации : 17.06.2011

 


  • Высокая чувствительность камер (до 0,1 люкс в черно-белом режиме) благодаря использованию новой матрицы КМОП, выполненной по BSI технологии.

  • Малые габариты (32 х 32 мм) и стандартный размер матрицы КМОП (1/3 дюйма) упрощает как инсталляцию камеры в корпус, так и выбор объектива.

  • Большой диапазон возможных форматов от 3-х мегапикселей до VGA и частот кадров позволяет адаптировать камеру под требуемую задачу наблюдения.

  • 20-ти кратное регулирование контраста обеспечивает значительное улучшение качества изображения при наблюдении малоконтрастных объектов под микроскопом, в сложных погодных условиях, при измерениях параметров деталей

На заводе ЭВС начат серийный выпуск новой линейки USB 2.0, цветных, 3-х мегапиксельных камер VEA-830, VEI-830 и VEM-830, выполненных на основе 1/3 дюймовой КМОП матрицы, изготовленной по технологии BSI (Back Side Illumination). Из рисунка 1 видно, что в матрицах BSI (засветка с обратной стороны) свет проходит меньшее число слоев материала, чем в обычных матрицах FSI (фронтальная засветка). В результате, чувствительность матриц BSI получается выше, а светорассеивание меньше, чем у стандартных КМОП матриц. Ранее матрицы BSI (в основном, ПЗС) были дорогостоящими из-за сложной технологии глубокого травления материала подложки. В новых КМОП BSI приборах реализована новая технология, в которой вместо процедуры травления производится напыление (поверх коммутационных электродов) высококачественного слоя поликремния, в котором формируются чувствительные фотодиоды матрицы (рис. 1). В результате, стоимость новых BSI фотоприемников оказывается такой же, как у приборов FSI предыдущего поколения.


Рис.1  Структурные схемы матриц FSI и BSI

USB 2.0 камеры ЭВС серии 830 предназначены в первую очередь для встраивания в различные измерительные приборы (детекторы банкнот, насадки на микроскоп, специализированные телевизионные камеры и т.д.). Особенностью новых камер является возможность работы, как в автоматическом, так и в управляемом от компьютера режимах работы. Доступно большое количество регулировок, которые можно реализовать, открывая различные вкладки драйвера


Рис.2  Вкладки драйвера "EVS Video Option" (слева) и "EVS Control Option" (справа).

С помощью вкладки "EVS Video Option" (Рис 2 слева) можно осуществлять управление основными параметрами изображения: яркостью, контрастностью, четкостью, ручным балансом белого, автоматическим балансом белого, насыщенностью, включением адаптированного RAW формата, переключением коэффициентов гамма коррекции. С помощью вкладки "EVS Control Option" (Рис 2 справа) можно управлять основными параметрами аналогового тракта и цифрового процессора телевизионной камеры: коэффициентом усиления (или включением режима автоматической регулировки усиления), временем экспозиции (или включением режима автоматического регулирования экспозиции), дополнительным регулированием времени экспозиции (T Line), порогом срабатывания и гистерезисом автоматических регулировок усиления и экспозиции ("Level AE\AG" и "Loop AE\AG"), включением дополнительного каскада усиления.


Рис.3  Вкладки драйвера "Свойства" меню "Video Capture Filter" (слева) и "Свойства" меню "Video Capture Pin" (справа).

С помощью вкладки "Свойства" меню "Video Capture Filter" (Рис.3 слева) можно переключать режимы интерполяции алгоритма фильтра Байера, в широком диапазоне регулировать уровень "черного", что обеспечивает в этой камере возможность 20-ти кратного увеличения контраста изображения при наблюдении малоконтрастных объектов, а также управлять параметрами камеры по регистру I2C. Вкладка "Свойства" меню "Video Capture Pin" (Рис.3 справа) позволяет изменять формат изображения телевизионной камеры от 640 х 480 до 2048 х 1536 а также дискретно (в 2, 4 и 8 раз) уменьшать частоту кадров по сравнению с максимальным значением.

Телевизионные камеры серии 830 выполнены на печатной плате размерами 32 х 32 мм (рис. 4). Возможно два варианта исполнения камер с установленным разъемом mini-USB и без него. В последнем случае вместо разъема mini-USB используется миниатюрный 4-х контактный разъем с шагом 1,25мм.


Рис.4  Печатная плата телевизионных камер VEA(I,M)-830 (слева и в центре) и камера VEM-830 (справа).

На печатную плату камеры могут устанавливаться стандартные держатели объектива М12 (для моделей VEA-830 и VEM-830), а также CS-mount (для модели VEI-830). В камерах могут быть использованы как объективы с постоянной, так и с автоматической диафрагмой типа VD. Для подключения кабеля объектива служит дополнительный 3-х контактный разъем на плате камеры. Благодаря использованию в камере матрицы стандартного типоразмера (1/3 дюйма) значительно облегчается выбор объективов, которые могут быть как мегапиксельные, так и стандартные (при установке форматов не более 600 х 600).

Телевизионные камеры серии 830 могут работать в 8-ми форматах выводимого изображения от 640 х 480 до 2048 х 1536 и с различными частотами кадров от 9 Гц до 46 Гц. Основные режимы работы и параметры телевизионных камер серии 830 приведены в таблице 1.

Режим

Формат изображения

Относительное поле зрения по горизонтали

Частота кадров (максимальная)

Разрешающая способность по горизонтали (режим RGB)

1

640 х 480 (VGA)

39%

46 Гц

340 ТВЛ

2

800 х 600 (WVGA)

48%

42 Гц

380 ТВЛ

3

1024 х 768 (XGA)

61%

31 Гц

500 ТВЛ

4

1280 х 720 (HD - 0,9 Мп)

77%

31 Гц

630 ТВЛ

5

1280 х 1024 (XGA - 1,3 Мп)

77%

20 Гц

630 ТВЛ

6

1600 х 1200 (UXGA - 2 Мп)

100%

17 Гц

750 ТВЛ

7

1920 х 1080 (Full HD - 2 Мп)

55%

13 Гц

950 ТВЛ

8

2048 х 1536 (QXGA - 3 Мп)

59%

9 Гц

1100 ТВЛ

Указанные в таблице максимальные частоты кадров в каждом режиме можно дискретно уменьшать в 2, 4 и 8 раз из вкладки драйвера "Video Capture Pin". Например, в режиме 640 х 480 доступны следующие частоты кадров: 46 Гц, 23 Гц, 11,5 Гц и 5,75 Гц. При работе с камерой следует также учитывать, что в различных режимах изменяется относительное поле зрения (графа "Относительное поле зрения по горизонтали" таблицы 1). Полное поле зрения (100% от всей фоточувствительной области матрицы) обеспечивается только в режиме 1600 х 1200. В других режимах поле зрения меньше 100% (рис. 5). Это обусловлено различными механизмами формирования режима работы матрицы в различных форматах (различное сочетание суммирования и прореживания пикселей).


Рис.5  Относительные поля зрения для различных режимов работы телевизионных USB 2.0 камер серии 830.

Разрешающая способность телевизионных камер серии 830 зависит от установленного формата изображения (рис. 6 и рис. 7).


Рис.6  Изображения, формируемые телевизионными камерами серии 830 при освещенности на объекте 100 люкс (сверху) и фрагменты вертикального клина (снизу).


Рис.7  Изображения, формируемые телевизионными камерами серии 830 при освещенности на объекте 100 люкс (сверху) и фрагменты вертикального клина (снизу).

Разрешающая способность цветной телевизионной камеры также зависит от качества примененного алгоритма байеровской фильтрации. В телевизионных камерах серии 830 имеется возможность отключения встроенного алгоритма байеровской фильтрации и выдачи на выход данных в адаптированном RAW формате. В этом случае достигается максимальная разрешающая способность телевизионной камеры (рис. 8). Переключение между режимами RGB и RAW осуществляется с помощью переключателя "Color" во вкладке драйвера.


Рис.8  Изображения, формируемые телевизионными камерами серии 830 при установке режима RGB (слева), RAW (в центре) и вкладка драйвера с переключателем "Color", необходимого для переключения между режимами RGB и RAW (справа).

На рис. 8 видно, что разрешающая способность камеры работающей в формате 2048 х 1536 увеличивается с 1100 ТВЛ до 1250 ТВЛ при переходе из RGB в адаптированный RAW режим.

Чувствительность телевизионных камер серии 830, как и всех камер с использованием КМОП матриц значительно меньше зависит от частоты кадров и суммирования сигналов пикселей, чем чувствительность ПЗС камер. Это объясняется тем, что чувствительность КМОП матриц в отличии от ПЗС ограничивается не флуктуационным шумом, а в большей степени темновым током и коммутационной помехой. Поэтому, чувствительность камер серии 830 во всех режимах, приведенных в таблице 1, отличается друг от друга не более чем в 2 раза. При дальнейшем снижении частоты кадров до 8-ми раз (такая возможность заложена во вкладке драйвера "Video Capture Pin") чувствительность также увеличивается в значительно меньшей степени чем в ПЗС, не более чем в 2 раза. Тем не менее, чувствительность новых камер серии 830, выполненных на BSI матрице КМОП оказывается выше, чем у камер ЭВС предыдущего поколения, что иллюстрирует рис. 9.


Рис.9  Изображения, формируемые телевизионной камерой VEI-830 (слева), VEC-135 (в центре) и VEC-535 (справа) при освещенности на тест-таблице 0,3 люкс, частоте кадров 15 Гц и при установленном объективе с относительным отверстием F1,2.

Для увеличения чувствительности камер серии 830 возможно использование их в черно-белом режиме работы. В этом случае, отрезающий ИК составляющие спектра фильтр не наклеивается на фоточувствительную поверхность матрицы. Чувствительность цветной КМОП матрицы в ближней ИК области оказывается близкой к черно-белым аналогам. В результате, телевизионная камера VEI-830 обеспечивает чувствительность 0,1 люкс при работе в черно-белом режиме (рис. 10), что соответствует чувствительности черно-белой камеры VAC-135 производства ЭВС, выполненной на черно-белой КМОП матрице.


Рис.10  Изображения, формируемые телевизионной камерой VEI-830, работающей в черно-белом режиме (слева) и черно-белой камеры ЭВС VAC-135 (справа) при освещенности на тест-таблице 0,1 люкс, частоте кадров 15 Гц и при установленном объективе с относительным отверстием F1,2

Одним из важных достоинств телевизионных камер серии 830 является заложенная в драйвере возможность регулирования контраста в усилительном тракте до 20 раз. Наибольший эффект достигается при наблюдении камерой малоконтрастных изображений, например, рассматривание образцов под микроскопом в режиме большого увеличения (рис. 11).


Рис.11  Изображения, формируемые телевизионными камерами VAC-135 (слева) и VEI-830, (в центре), установленными на микроскоп МБС-10 в режиме максимального увеличения и вкладка драйвера камеры VEI-830 с движком регулирования уровня черного - BLC (справа).

Другими приложениями режима увеличения контраста являются наблюдения при плохой видимости в сложных погодных условиях (дождь, туман, снег), криминалистические исследования (чтение документов в запечатанном бумажном конверте), улучшение качества затертых отпечатков пальцев и т.п.

Выводы:

1. Новая линейка USB 2.0 мегапиксельных телевизионных камер серии 830 построенная на новейших матрицах КМОП с технологией BSI (засветка с обратной стороны подложки) обеспечивает высокие чувствительности 0,3 люкс в цветном режиме и 0,1 люкс в черно-белом режиме.

2. Использование мегапиксельной матрицы КМОП стандартного типоразмера (1/3 дюйма) обеспечивает широкий выбор объективов, как мегапиксельных, так и стандартных.

3. Малые размеры печатной платы камер (32 х 32 мм) позволяют устанавливать ее даже в малогабаритные измерительные приборы, или в корпуса камер минимальных размеров, что упрощает сборку и снижает стоимость изделий.

4. Большой выбор поддерживаемых разрешений от 640 х 480 до 2048 х 1536 (3 мегапикселя), а также широкий диапазон возможных частот кадров (до 46 Гц) позволяет оптимально адаптировать камеру к решаемой задаче наблюдения.

5. Возможность 20-ти кратного регулирования контраста изображения в усилительном тракте позволяет значительно улучшить качество изображения при наблюдении малоконтрастных изображений (наблюдение через микроскоп, наблюдения в сложных погодных условиях и т.д.)

А.Н. Куликов

 
Главная >>  СТАТЬИ

 

ВЕДУЩИЙ РОССИЙСКИЙ РАЗРАБОТЧИК И ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ КАМЕР
 

ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ КАМЕРЫ

ТВ камеры с ночными режимами

Противотуманные ТВ камеры

Бескорпусные ТВ камеры

Малогабаритные внутренние ТВ камеры

Внутренние ТВ камеры, корпус полусфера

Внутренние ТВ камеры

Малогабаритные наружные ТВ камеры

Наружные ТВ камеры

Сетевые IP ТВ камеры

Измерительные и специальные ТВ камеры ЭВС

Цветные и черно-белые мегапиксельные USB 2.0 ТВ камеры

Черно-белые USB 2.0 ТВ камеры

СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Видеорегистраторы

Устройства и платы видеоввода

Объективы

Дополнительное оборудование для ТВ систем

Система ТСНР на базе ПО ТАЙФУН

Осветительные устройства

ПО для научных исследований

ДОСТУП И ОХРАНА

Устройства хранения и учета

Оборудование для систем контроля доступа и охраны

ИСБ Охта-2

Комплексное решение задачи оснащения КПП

РЕЧЕВОЕ ОПОВЕЩЕНИЕ

Аудиомодули и усилители

Оборудование Inter M

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование для экспертно- криминалистической экспертизы

Оборудование для банков, офисов и магазинов

Лабораторное, учебное и бытовое оборудование

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ БИНОКЛИ FUJINON

Бинокли FUJINON

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СКЛАДОВ

Компактное грузоподъемное оборудование

Тара для транспортировки и хранения грузов

Телевизионная система для установки на погрузчики

Складские комплексы под ключ


 

ПУБЛИКАЦИИ

Статьи для профессиональных инсталляторов и менеджеров

Подробные Тест-драйвы оборудования

Рекламные материалы

УСЛУГИ

Проектирование

Производство

Монтаж

Складские комплексы под ключ

Поставка оборудования

Типовые решения систем видеонаблюдения объектов

ПОДДЕРЖКА

Драйверы

Обновления, бесплатное и тестовое ПО

Даташиты

Типовые проекты

Задать вопрос

Форум

ЦЕНЫ

Прайс-лист ООО "ЭВС"

АКЦИИ И СКИДКИ

КОМПАНИЯ ЭВС

О Компании

Новости

Лицензии

Сертификаты

Участие в выставках

Проекты и поставки

Контакты

ООО ЭВС - ТВ камеры и комплексные системы безопасности.


Russian English French German Italian

 

OOO "ЭВС":
195253, Россия, Санкт-Петербург,
Салтыковская дорога д.18
Tel/Fax: +7 (812) 606-66-55
E-mail: infos@evs.ru
http://www.evs.ru
Представительство OOO "ЭВС":
115477, Россия, Москва,
ул. Кантемировская, д. 59 А, офис 24
Tel/Fax: +7 (495) 665-79-14
E-mail: moscow@evs.ru
http://www.evs.ru
OOO "ЭВС"
Copyright © 2017

Обращаем Ваше внимание на то, что данный сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Cогласие на обработку, хранение и использование своих персональных данных сайтом evs.ru
Политика Обработки Персональных Данных.


Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования ТелеФотоТехника - научно-технический интернет-журнал: все о технике телевидения и цифрового фото, формирователях изображения, обработке изображений и видео. Отдых и рыбалка в Карелии - Коттеджный комплекс Мeклахти