|
|
Камеры видимого диапазона |
Цифровая камера
Цифровая камера - это электронно-оптическое устройство, которое способно зарегистрировать, обработать и передать изображение (или видеопоток) по стандартному протоколу данных.
Блок-схема камеры

|
Блок
|
Элементы блока
|
|
Видео сенсор
|
КМОП-матрица
|
ПЗС-матрица
|
|
Управление сенсором
|
- Тактовые генераторы
- Схема питания
|
- Драйвера H-, V-регистров
- Тактовые генераторы
- Схема питания
|
|
Предварительная аналоговая обработка
|
Отсутствует
|
- Предварительный усилитель
- АЦП
- Элементы питания
- Схема тактирования
|
|
Сигнальная обработка
|
- ПЛИС
- ЦСП
- Память
- Схема управления интерфейсом
|
|
Передача данных
|
- Схема интерфейса USB
- Схема интерфейса Ethernet
- Camera link
- Fire wire (IEEE1394)
|
Объектив
Объектив
Объектив - это оптическое устройство, состоящее из набора линз и затвора и которое служит для проецирования изображения на светочувствительную матрицу. Затвор, или иначе диафрагма, применяется для механической регулировки освещённости матрицы, а также для перекрытия излучения при использовании некоторых типов ПЗС-матриц.
Характеристики объектива:
- Фокусное расстояние - это расстояние от объектива до плоскости, где проецируемое изображение имеет наибольшую резкость.
- Светосила - величина, характеризующая степень ослабления объективом светового потока.
- Уровень оптических искажений - это величина погрешности изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе.
- Разрешающая способность - это характеристики объектива, отображающие его свойства по передаче чёткого изображения.
- Угол зрения - это угол, который образуют лучи, соединяющие заднюю точку объектива и диагональ кадра.
- Тип крепления (самые распространенные стандарты С- и CS-mount). Отверстия CS- и C-mount имеют одинаковый диаметр 25,4 мм (1") и шаг резьбы 0,794 мм (1/32"). В стандарте C-mount расстояние от объектива до матрицы 17,526 мм. В стандарте CS-mount это расстояние меньше на 5 мм, и равняется 12,526 мм. Существуют переходные пятимиллиметровые кольца с CS-mount на C-mount. Помимо этого есть другие типы креплений, например байонет (штыковое крепление) или T/T2-mount.
- Наличие электроприводов. Электромоторы могут применяться:
- Для регулировки фокусного расстояния;
- Для настройки резкости;
- Для управления диафрагмой.
Элементы камеры
Камера без корпуса (англ. board level)
- Сенсор служит для преобразования светового сигнала в электрический. Выполняется он на основе одного из двух типов матриц: КМОП или ПЗС. ПЗС-матрицы используются в профессиональном оборудовании, где требуются высокое качество изображения и низкий уровень шумов. В свою очередь КМОП-матрицы применяются в серийных устройствах с небольшой стоимостью и низким/средним качеством картинки. Технология изготовления КМОП фоточувствительных сенсоров стремительно развивается, постепенно отбирая часть рынка у ПЗС-матриц.
- Схема управления сенсором служит: для передачи зарядов по вертикальному и горизонтальному регистрам (в случае ПЗС-матрицы), или же исключительно для тактирования и питания сенсора (в случае КМОП-матрицы).
- В ПЗС для считывания заряда к каждому из регистров подается переменный сигнал, состоящий из нескольких фаз. В то время как КМОП управляется лишь командами от блока обработки и грубой схемой тактирования (по сравнению с ПЗС). Поэтому можно утверждать, что требования к управляющей электронике ПЗС-матрицы выше, нежели в КМОП.
- Предварительная аналоговая обработка служит для передачи данных от сенсора на плату сигнальной обработки, и может состоять из усилителя, АЦП и вторичного источника питания. Следует учесть, что нет необходимости использовать все перечисленные выше компоненты при обработке сигнала с КМОП-матрицы, которая уже обладает всем этим на аппаратном уровне.
- Сигнальная обработка используется для преобразования информации, полученной от схемы предварительной обработки и отправки ее в блок передачи данных. Основными элементами схемы сигнальной обработки являются ПЛИС или ЦСП.
- Блок передачи данных осуществляет обмен данными по стандартному интерфейсу.
Программные интерфейсы:
- USB;
- Ethernet;
- Camera link.
- IEEE1394.
Физические среды передачи данных:
В Ethernet возможна реализация POE (Power of Ethernet) - подача постоянного напряжения питания по проводам передачи данных;
Программные/аппаратные функции
Некоторые программные функции, которые могут быть реализованы в КМОП-сенсоре, в блоке сигнальной обработки или на компьютере:
Как правило, многие из этих функций можно реализовать в КМОП-матрице.
Основные параметры камеры:
- Разрешение;
- Размер пикселя;
- Размер матрицы;
- Чувствительность;
- Уровень шумов;
- Скорость записи, кадров/с;
- Аппаратно-программные функции;
- Потребляемая мощность;
- Габариты и масса.
Применение:
- Машинное зрение;
- Охрана;
- Медицина;
- Наука;
- Военное применение.
|
|
Подбор по параметрам
|
|