Стробируемая скоростная видеокамера

Скоростные видеокамеры, работающие с высокой частотой кадров, позволяют проводить видеосъемку быстрых процессов, однако повышение частоты связано с уменьшением времени экспозиции отдельного пиксела, что может значительно ухудшить качество картинки, особенно в том случае, если невозможно сделать дополнительную внешнюю подстветку. Такая ситуация встречается, например, при отсутствии необходимого уровня освещения. Чтобы решить эту проблему, нужно обеспечить дополнительное усиление регистрируемого сигнала. Это можно сделать, например, с помощью установки электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на видеокамеру. В комплектацию системы кроме скоростной видеокамеры будут входить оптика переноса, ЭОП, наносекундный затвор и система управления. Оптика переноса необходима для проецирования изображения с фосфорного экрана на матрицу скоростной видеокамеры, а внешний объектив устанавливается в стандартный разъём на корпусе. В такой системе также появляется возможность стробирования видеокамеры с помощью управления напряжением на ЭОП. В таком режиме работы можно получать короткие выдержки в наносекундном диапазоне.

ЭОП может работать в любом режиме (как в непрерывном, так и в импульсном) и для него потребуется специальный модуль, который будет управлять подаваемыми напряжениями и автоматически следить за тем, чтобы интенсивность падающего излучения на ЭОП не превышала разрешённого значения.

Технические характеристики электронно-оптического преобразователя

• ЭОП поколения 2+ (с фотокатодом S-25) или третьего поколения (Ga-As) с двойным прямым переносом изображения, с рабочим диаметром фотокатода 17,5 мм
• Интегральная чувствительность фотокатода: 600 - 1800 мкА/лм
• Спектральная чувствительность фотокатода на длине волны 850 нм: 50 - 180 мА/Вт
• Пространственное разрешение усилителя яркости до 60 пар линий/мм
• Отношение сигнал/шум не менее 20 дБ
• Ток потребления не более 16 мА
• Напряжение питания 2,0 - 3,6 В
• Частота повторений импульсов экспозиции до 1000 Гц
• Управление ЭОПом осуществляется внешним модулем
• Согласование рабочего поля ЭОП (17,5 мм) с матрицей видеокамеры осуществляется с помощью оптики переноса
• Ресурс ЭОП не менее 5000 часов

Выбор видеокамеры

Для такой системы фактически можно использовать любую скоростную видеокамеру с соответствующей оптикой переноса и модулем внешнего управления наносекундным затвором. У таких видео систем с усилителем яркости есть ограничение на максимальную частоту кадров - она не должна быть более 1000 кадров в секунду, так как у фосфорного экрана ЭОП время послесвечения обычно не менее 1 мс.

Комплектация стробируемой скоростной видеокамеры

• Скоростная видеокамера
• Блок с оптикой переноса, ЭОП второго или третьего поколения и наносекундным затвором
• Внешний модуль управления усилителем яркости
• Фреймграббер
• Кабель для подключения видеокамеры к компьютеру
• Комплект кабелей для синхронизации и управления ЭОПом
• Программное обеспечение
• Инструкция пользователя

Что может скоростная стробируемая видеокамера

• Значительно увеличивается чувствительность скоростной видеокамеры
• Появляется возможность увеличения частоты кадров и уменьшения длительности экспозиции
• Возможность работы с эскпозицией в наносекундном диапазоне

P.S. Данная система находится в стадии разработки. Выход в серию ожидается в августе 2010 года.