kontakt kamery@atesystem.cz
kontakt +420 595 170 472

29. květen 2013

Extrémně rychlé kamery Spark

Vytvořil:
JAI uvádí na trh zbrusu novou řadu kamer Spark s novou generací extrémně rychlých senzorů CMOS. Novinka s sebou přináší také skvělé barvy, vysokou citlivost a rozlišení 5 a 20 megapixelů.

Na úvod: Srovnání technologie CCD a CMOS

V průmyslových kamerách se nejvíce používají senzory CCD kvůli vynikající kvalitě obrazu a nízkému šumu. Tradiční senzory CMOS naproti tomu mají určité nedostatky v kvalitě obrazu a vyšší šum, ale zato jsou levné a rychlé. Nová generace senzorů CMOS s vylepšenou technologií většinu nedostatků odstraňuje a kvalitativně se tak dostává na úroveň snímačů CCD. Nízká cena a vyšší snímková rychlost zůstávají.

Výhody a nevýhody CMOS

Kamery JAI řady Spark

Kamery JAI řady Spark využívají nejnovější generaci senzorů CMOS a jsou určeny pro aplikace, ve kterých je vyžadován maximální výkon. Nové kamery jsou založeny na rychlých senzorech CMOS s rozlišeními 5 a 20 megapixelů. Za pozornost stojí zejména kamera SP-5000 s rozlišením 5 megapixelů a maximální frekvencí 250 snímků za sekundu. Kamera poskytuje mimořádně kvalitní barevný obraz díky zpracování barev přímo na čipu.

Velké pixely = výborná citlivost a přesnost zobrazení

Ačkoliv se dnes všichni výrobci fotoaparátů snaží integrovat co nejvíce megapixelů, tím, co dělá fotoaparát či kameru skutečně kvalitní, není rozlišení, ale skutečná velikost snímače. U kamer řady Spark naleznete senzory s velikostí pixelu 5, respektive 6.5 mikrometru. Nejenže větší plocha pixelu pojme více světla a kamera je tak citlivější a méně šumí, ale výhodou je i přesné zobrazení hran i méně kvalitním objektivem.

Konektory kamery JAI SparkKontrolér motorizovaných objektivů

Všechny kamery řady Spark a Elite jsou vybaveny výstupy pro ovládání motorizovaného objektivu s možností přesného nastavení clony (P-iris). Výstupy jsou plně programovatelné a je možné je alternativně použít také pro ovládání 3-osé polohovací hlavice, nebo jiného kompatibilního zařízení.

Kalibrace nehomogenity senzoru v kameře

Každý vyrobený senzor je jiný. Dokonce ani žádný pixel nemá stejnou odezvu na množství světla jako okolní pixely. Výrobce kamery proto provádí korekci obrazu tak, aby při homogenním osvětlení senzoru byla ve všech pixelech stejná hodnota. JAI poskytuje vylepšený algoritmus pro korekci šumu s obrazového čipu, jehož výsledkem je větší poměr signál-šum (SNR), lepší výkon v aplikacích s nízkou úrovní světla, ostřejší obraz a přesnější zobrazení barevných odstínů.

Vylepšená správa barev

U barevných kamer SP-5000 (5 megapixelů) je použit 4-kanálový kontrolér pro jednotlivé barvy (červená, modrá, 2x zelená). Signál ze senzoru tak není zesilován najednou, ale jsou zesilovány pouze jednotlivé barvy, což vede k celkově nižšímu šumu a lepšímu odlišení barevných odstínů.

Na všech kamerách JAI Spark je možné nastavit interpolaci barev z barevného senzoru s Bayerovou maskou přímo v kameře (běžně se prování až v počítači). Výsledkem je sice nižší snímková frekvence, ale také nižší zátěž CPU počítače.

Průmyslová kamera JAI Spark pro GigE Vision (LAG)Čtyři komunikační rozhraní

Kamery jsou nabízeny se čtyřmi komunikačními rozhraními.

S gigabitovým ethernetem lze využít všech výhod síťové infrastruktury, včetně levné kabeláže, možnosti zapojení do sítě a vzdáleností připojení až 100 m. U kamery SP-5000 je možné pro zdvojnásobení snímkové frekvence využít agregaci dvou gigabitových linek (LAG = Link Aggregation). Toto rozhraní není k dispozici u 20 megapixelové kamery SP-20000.

Poměrně nové rozhraní USB3 Vision nabízí vysokou rychlost přenosu a velmi snadné připojení k počítači. USB3.0 je oproti gigabitovému ethernetu až 3x rychlejší, takže s ním lze dosáhnout i vyšší snímkové frekvence. Toto rozhraní se hodí v případech, kdy kamera není příliš vzdálena od počítače (max. 5m).

Pro tradiční vision systémy je určeno rychlé komunikační rozhraní Camera Link. Kamera je vybavena konektory Mini-Camera Link a možností napájení PoCL.

Avšak nejvyšší snímkové frekvence a zároveň nejdelší kabelové připojení lze dosáhnout s rozhraním CoaXPress. U kamery SP-5000 je k dispozici varianta se dvěma i se čtyřmi linkami. U agregace 4 koaxiálních kabelů lze dosáhnout maximálního snímkového kmitočtu kamery 250 fps při rozlišení 5 megapixelů.

ModelRozlišeníMaximální frekvenceKomunikační rozhraní / standard
SP-5000-GE5 MP22 (44) fpsGigE Vision (LAG)
SP-5000-USB5 MP72 fpsUSB3 Vision
SP-5000-MCL5 MP133 fpsMini-Camera Link
SP-5000-CXP25 MP209 fpsCoaXPress (2x)
SP-5000-CXP45 MP250 fpsCoaXPress (4x)
SP-20000-USB20 MP19 fpsUSB3 Vision
SP-20000-MCL20 MP30 fpsMini-Camera Link
SP-20000-CXP20 MP30 fpsCoaXPress (2x)

Srovnání možností jednotlivých komunikačních rozhraní naleznete v tomto článku.

Odolnost proti šoku a vibracím

Díky robustnímu designu kamer JAI Spark jsou kamery odolné proti nárazu i trvalým vibracím, takže není problém je použít v průmyslovém prostředí (např. na chvějícím se stroji, nebo na sloupu vystaveném věterným nárazům), nebo v dopravních prostředcích (letecké snímkování, google street, nebo radarové aplikace).

Klíčové vlastnosti kamery SP-20000

  • 20 megapixelů 5120 x 3840 @ až 30 fps
  • Technologie CMOS, Global Shutter, Full Frame
  • Rozteč pixelů: 6.5 µm
  • Programovatelné ovládání objektivu včetně P-iris
  • Automatické ovládání jasu (zesílení a expozice)
  • LUT pro volitelné nastavení gama korekce a jiných transformací
  • Binning a možnost výběru více oblastí zájmu (Multi-ROI)
  • Funkce pro vyloučení parazitního světla
  • Všechny parametry jsou programově nastavitelné

Klíčové vlastnosti kamery SP-5000

  • 5 megapixelů 2560 x 2048 @ až 250 fps
  • Exkluzivní senzor CMOS, Global Shutter, 1“ s poměrem 5:4
  • Rozteč pixelů: 5 µm
  • Programovatelné ovládání objektivu včetně P-iris
  • Vylepšená správa a nastavení barev
  • Automatické ovládání jasu (zesílení a expozice)
  • LUT pro volitelné nastavení gama korekce a jiných transformací
  • Binning a možnost výběru více oblastí zájmu (Multi-ROI)
  • Všechny parametry jsou programově nastavitelné

Dostupnost kamer a možnost testování

Oba nabízené modely je možné zdarma zapůjčit k vyzkoušení. Ne všechny modely jsou k dispozici v době vydání tohoto článku, ale všechny by měly být k dispozici do konce roku 2013. Na možnost zapůjčení se prosím informujte.

Logo
Top