VC400 — высокочувствительная камера видимого диапазона на базе кремневой структуры

Низкоуровневые высокочувствительные приборы различных спектральных диапазонов

PDF версия
Большой и отдельной задачей в области телевидения и видеонаблюдения считается разработка камер специального и научного применения, которые способны работать по объектам либо слабой светимости, либо в условиях ограниченной освещенности. Так сложилось, что эталоном низкой освещенности является безлунная звездная ночь, поэтому в статье мы сравним возможности высокочувствительных приборов разных спектральных диапазонов в именно таких условиях.

Сравниваемые приборы:

  • Ближний ИК-диапазон. VC249‑ЭОП — прибор на основе ЭОП — электронно-оптического преобразователя 3+ поколения, на сегодня лучший из приборов подобного типа. Очень сложно создать условия, при которых прибор ничего не видит. Разрешение ЭОП 68 лин/мм. Максимум спектральной чувствительности — приблизительно 800 нм. ЭОП состыкован с камерой VC249 на базе малошумящего сенсора. Разрешение камеры значительно выше разрешения ЭОП.
  • ИК-диапазон. VS320 — камера ближнего ИК-диапазона (SWIR) с чувствительностью в диапазоне спектра 0,9–1,8 мкм. Спектральная чувствительность практически плоская. Разрешение 320×256, размер фоточувствительного элемента 30×30 мкм.
  • Видимый диапазон. VC400 — высокочувствительная камера видимого диапазона на базе кремневой структуры. Разрешение 2000×2000, размер фоточувствительного элемента более 10 мкм. Максимум спектральной характеристики — примерно 550 нм.

Все камеры разработаны и изготовлены в России научно-производственной компанией «Фотоника».

Условия съемки:

  1. Дата: ночь с 8 на 9 января 2018 года.
  2. Широта около 58°, долгота около 31°.
  3. Безлунная звездная ночь.
  4. Проницаемость неба до 19 зв. в. (косвенная оценка).
  5. Освещенность на уровне земли: 2,5 нВт/см2 (или некоторые условные 4 млк).
  6. Время экспозиции всех приборов 40 мс, что соответствует частоте кадров 25 Гц.
  7. Светосила всех объективов одинаковая (но фокусные чуть разные): 1:1.0.
Видеокадры (объекты: человек, таблица, светодиодный фонарь): а) VC249-ЭОП; б) VC400; в) VSM320

Рис. 1. Видеокадры (объекты: человек, таблица, светодиодный фонарь):
а) VC249-ЭОП;
б) VC400;
в) VSM320

Отметим, что все приборы работали в видеорежиме с частотой 25 Гц: это соответствует экспозиции 40 мс. Все приборы отлично справляются со своей задачей и различают объекты и фон, отсутствует засветка от неяркого светодиодного фонарика, но есть различия (рис. 1–3).

Видеокадры (объект: дом с погасшей, но теплой дровяной печкой): а) VC249-ЭОП; б) VC400; в) VSM320

Рис. 2. Видеокадры (объект: дом с погасшей, но теплой дровяной печкой):
а) VC249-ЭОП;
б) VC400;
в) VSM320

У прибора с ЭОП преобладает фотонный шум и разрешение ниже, чем у прибора видимого диапазона. В то же время у прибора ближнего ИК-диапазона можно отметить явное свечение неба и то, что VS320 видит рассеянное тепловое излучение неостывшей печи (+100…+200 °C).

Видеокадры (звезды): а) VC249-ЭОП; б) VC400; в) VSM320

Рис. 3. Видеокадры (звезды):
а) VC249-ЭОП;
б) VC400;
в) VSM320

Отдельно продемонстрируем чувствительность SWIR-камеры на примере чувствительности к ИК-излучению абсолютно черного тела (рис. 4). Предельная чувствительность камеры соответствует регистрируемой температуре +50 °C. Это очень и очень высокая чувствительность для неохлаждаемого прибора ближнего ИК-диапазона (до 2 мкм).

Видеокадры камеры ближнего ИК-диапазона VS320 для разной температуры абсолютно черного тела

Рис. 4. Видеокадры камеры ближнего ИК-диапазона VS320 для разной температуры абсолютно черного тела

Выполним еще один оригинальный тест для камеры ближнего ИК-диапазона, который проводится обычно только для тепловизионных приборов. Проверим чувствительность по чашке с горячим кофе (+80 °C) в видеорежиме (25 Гц) — результат показан на рис. 5.

Видеокадры ближнего ИК-диапазона (до 1,8 мкм) при выключенном и включенном внешнем освещении

Рис. 5. Видеокадры ближнего ИК-диапазона (до 1,8 мкм) при выключенном и включенном внешнем освещении

На текущий момент это представители самых высокочувствительных приборов в своих спектральных диапазонах.

Сфера применения для всех приборов разнообразна: улучшение видимости при управлении разными транспортными средствами, регистрация излучения в соответствующих спектральных диапазонах, а для камеры VC400 — и медицинское применение (рентгенография, ДНК-графия, регистрация слабых химических реакций) и астрономия.

В заключение отметим, что при текущем уровне развития приборы видимого диапазона по чувствительности приблизились, а по разрешению и обогнали электронно-оптические преобразователи последнего 3+ поколения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

?>
نيك مصرى رومانسى free69tubex.com سكس العاده سكس عربى خليجى arabsexflesh.com صور طيز شباب hot sexy x videos pornfucky.net indian garls sex 美人で照れ屋なボクの彼女がなんとも嬉しい宅コスレイヤーだった!?コスプレえいみのえちえちしちゃうぞ!! 深田えいみ javunsensored.com 倉木しおり shakeela hot movies momandboyporn.net mallu outdoor hestai hentai hentai24x7.com akai mato hentai tuff henti hentaicamz.com tsuruta bungaku dharmapuri sivraj indianboobfuck.net porn india free hcbdsm indianfuckblog.com dekhne wala bf gokusaishiki no nise ai manga-hentai.net ikoku na retro hentai mallu devika porn freepornmoviestubex.com indian sex reap はるのるみ javshare.info 超敏感juicy妹は処女ビッチ~はじめてのエンコーからイキまくりギャルのエロエロ快楽堕ち即パコ性活~ 新人 緊張しながら頑張る姿が超絶可愛いデビュー作鉄板品 天野玲 ero-video.mobi rune'spharmacy ~ティアラ島のお薬屋さん صور مص زب متحركه com-porno.com صور ستات عاريه my free hentai comics besthentai.org cardcaptor hentai