دوربین با وضوح بالا با اپتیک کوارتز UV دوربین های UV سبکی از دوربین های فیلمبرداری هستند که برای گرفتن نور از طیف فرابنفش بهینه شده اند. این کار با استفاده از یک فیلتر UV-pass انجام می شود، که فقط نور زیر طیف مرئی (طول موج های کمتر از 400 نانومتر) را مجاز می کند. نور UV-A که نزدیک به ماوراء بنفش نیز نامیده می شود، دارای طول موجی بین 320 تا 400 نانومتر است و بیشترین ارتباط را با عکاسی UV دارد. طول موج UV باعث می شود که سطوح با وضوح بیشتری ظاهر شوند و اغلب ویژگی هایی را نشان می دهند که در غیر این صورت آشکار نیستند.

دوربین های UV به روشی شبیه به دوربین های فیلمبرداری CCD عمل می کنند ، با تفاوت اصلی آنها در ضبط نور UV-A است. سنسورهای CCD معمولی قادر به ضبط نور UV هستند. نور UV-B توسط اکثر مواد عدسی جذب می شود و نور UV-C توسط اکسیژن جذب می شود، که آنها را عمدتاً بی اهمیت می کند. در حالی که برخی از دوربین‌های ویدئویی ممکن است از فیلتر برش UV برای حذف نور UV از ضبط خود استفاده کنند، این نوع دوربین‌ها از فیلتر UV-pass استفاده می‌کنند که UV را از طیف‌های نور دیگر جدا می‌کند. این فیلترها همیشه از شیشه ساخته شده اند، اما تمایل دارند تا مقادیر زیادی نور مادون قرمز را نیز در اختیار داشته باشند. فیلترها و تکنیک های ویژه (مانند نورپردازی، فیلتر آینه داغ) می توانند برای محدود کردن آلودگی IR تصاویر UV استفاده شوند.

ضبط UV از طریق عکاسی UV منعکس شده یا عکاسی فلورسانس UV انجام می شود. عکاسی با اشعه ماوراء بنفش بازتابی شامل روشنایی مستقیم سوژه ها توسط منابع UV مانند خورشید است. فناوری فلورسانس UV شامل حذف نور مرئی با فیلتر کردن منبع نور است. این فیلتر 'تحریک کننده' باید همراه با فیلتر UV-pass دیگر استفاده شود و ضبط باید در محیط بسیار تاریک انجام شود.

لنز دوربین یکی از مهم ترین عوامل در گرفتن نور UV است. برای ایجاد یک سوژه با روشنایی بهتر با گرفتن نور UV-B، یک نوع خاص و گران قیمت از لنز دوربین ساخته شده از کوارتز یا کوارتز فلوراید امکان انتقال نور UV در طول موج های 180 تا 200 نانومتر را فراهم می کند. یک گزینه ارزان تر، اما قابل اجرا، استفاده از لنزهای دوربین قدیمی (قبل از جنگ جهانی دوم)، بدون پوشش یا تک روکش است. این لنزهای نازک‌تر بدون پلیمرهای نوری می‌توانند به طور رضایت‌بخشی مقداری نور ماوراء بنفش موج کم را منتقل کنند.

مشخصات

لنز

لنزهای C-mount دارای فاصله فلنجی 17.5 میلی متری هستند و برای دوربین های C-mount مورد نیاز هستند. در مقایسه، لنزهای CS-mount دارای فاصله 12.5 میلی متری از پشت فلنج هستند. لنزهای CS-mount به دلیل فاصله کانونی عقب کمتری که دارند، نمی توانند با دوربین های C-mount استفاده شوند. C-mount دارای قطر 1 اینچ و رزوه نصب 32 نخ در هر اینچ است.

دوربین های CS-mount می توانند از لنزهای C-mount و CS-mount استفاده کنند. با این حال، لنزهای C-mount به آداپتور 5 میلی متری یا تنظیمات دوربین CS-mount نیاز دارند. لنزهای CS-mount به دلیل فاصله کانونی کمتری که دارند، فقط با دوربین های CS-mount قابل استفاده هستند. CS-mount دارای قطر 1 اینچ و رزوه نصب 32 نخ در هر اینچ است.

S-mount یک پیکربندی نصب کوچکتر است که در دستگاه هایی مانند دوربین های رایانه شخصی و دوربین های نصب شده روی برد استفاده می شود. پایه های S از رزوه های M12 x 0.5 استفاده می کنند.

یک لنز F-mount از یک پایه سرنیزه ای استفاده می کند که توسط نیکون استاندارد شده است.

قطعنامه

رزولوشن کیفیت تصویر هنگام مشاهده است. برای دوربین های دیجیتال، وضوح به تعداد پیکسل ها (افقی و عمودی) بستگی دارد. در اندازه استاندارد، پیکسل‌های بیشتری جزئیات عکس را واضح می‌کنند، اما وقتی بزرگ‌تر می‌شوند، پیکسل‌ها در اثری به نام پیکسل‌سازی آشکار می‌شوند. این شبیه دانه روی فیلم است. وضوح دوربین دیجیتال معمولاً با مگاپیکسل (MPx) اندازه گیری می شود که هر مگا نشان دهنده یک میلیون پیکسل مربع است. وضوح بالا به عنوان وضوح 1280 x 720 پیکسل یا بیشتر در نظر گرفته می شود.

دوربین های UV به طور جهانی دوربین های CCD هستند و تنها با محدودیت های CCD در وضوح آنها محدود می شوند. بنابراین، رزولوشن‌ها از 640 در 480 با کیفیت پایین تا 2048 در 2048 با وضوح بسیار بالا متغیر است.

نرخ فریم

این تعداد عکس گرفته شده با فریم در ثانیه اندازه گیری می شود. چشم انسان قادر است بین 10 تا 12 تصویر مجزا در هر ثانیه متمایز کند. هر چیزی بیشتر و تغییرات سریع تصاویر توهم حرکت را ایجاد می کند. نرخ فریم دوربین‌های منفرد بسیار به روش پخش و قلمرو یا کاربرد خاص دوربین بستگی دارد، که هر دو به طور کامل در زیر پوشش داده شده‌اند.

نرخ فریم پخش معمولی حدود 30 فریم در ثانیه است، اما کاربردهای منحصر به فرد دوربین های UV نرخ فریم را از 15 تا 200 فریم در ثانیه دیکته می کند.

سرعت شاتر / نوردهی

سرعت نوردهی معمولی معمولاً برای ضبط معمولی UV موثر است. با این حال، با استفاده از لنزهای معمولی، یک فیلتر UV-pass، و یک زمان قرار گرفتن در معرض بسیار طولانی، یک CCD به طور معمول مقداری اشعه UV را تشخیص می‌دهد. اگر اپراتور بتواند نویز الکترونیکی را پاک کند، یک تصویر UV معقول اما آلوده ثبت خواهد شد.

از آنجایی که عنبیه انسان برای محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش گشاد نمی شود، اپراتورهای دوربین UV باید زمان قرار گرفتن در معرض نور را هنگام ضبط در موقعیت های فلورسنت UV بسیار کوچک نگه دارند.

حساسیت

برای دوربین های UV، این توانایی سنسور تصویر برای ضبط نور UV است. دوربین های CCD دوربین هوافضا با سنسور تشخیص UV به اندازه کافی به اشعه ماوراء بنفش حساس هستند، در حالی که دوربین های CMOS در توانایی خود برای ضبط UV ناکافی هستند.

پخش

دوربین‌های UV ویدئو را در کاربردهای علمی و صنعتی ضبط می‌کنند و ضبط‌های آن‌ها معمولاً به برنامه‌ها یا مانیتورهایی ارسال می‌شود که صریحاً برای نمایش حالت‌های مکمل فیلم‌برداری طراحی شده‌اند. تغذیه رابط از دوربین های UV توسط Camera Link، GigE Vision، سیم کشی آنالوگ، USB یا mini USB و FireWire رایج است.

نصب

قرار دادن دائمی دوربین UV در محیط‌های آزمایشگاهی و صنعتی معمولاً پایه‌های مستحکم و کاربردی هستند. برخی از برنامه های کاربردی ممکن است به مقاومت در برابر لرزش و ویژگی های محافظ نیاز داشته باشند. دوربین‌های UV ممکن است به طور موقت با مدل‌های دستی و سه‌پایه در دسترس باشند. انعطاف‌پذیری منحصربه‌فرد آن‌ها در بینایی ماشین، میکروسکوپ، بازرسی، و نتایج تصویربرداری نیاز به گزینه‌های زیادی برای موقعیت‌یابی دوربین دارد.

ویژگی ها

این مشخصات اغلب در دوربین های فیلمبرداری اختیاری هستند، اما بسته به استفاده، کیفیت فیلم را افزایش می دهند.

لنز خودکار : عملکرد لنز خودکار حالتی است که در آن عنبیه لنز به طور خودکار تنظیم می‌شود تا سطح نور از پیش تعیین‌شده‌ای را در دستگاه دریافت تصویر حفظ کند. دوربین‌های دارای حالت لنز خودکار نیز ممکن است فوکوس خودکار لنز را فراهم کنند.

پایه برد : اپتیک دوربین مستقیماً روی برد مدار چاپی (PCB) نصب می شود. اغلب PCB ها اجزای دستگاه های بزرگتر هستند.

سنسور خنک کننده : سنسورها به طور فعال توسط عنصر Peltier یا روش های دیگر خنک می شوند. خنک کننده نویز "جریان تاریک" را کاهش می دهد و حساسیت را بهبود می بخشد. بسیاری از دوربین های UV از طراحی CCD خنک شده استفاده می کنند.

گنبد : دوربین ها در یک گنبد محافظ ساخته شده از موادی مانند اکریلیک یا پلی کربنات قرار می گیرند. به طور معمول، این مواد برای گرفتن تصویر دقیق تصحیح نوری می شوند. این می تواند یک محفظه ضد دستکاری معمولی برای استفاده امنیتی ایجاد کند.

تصحیح گاما : گاما رابطه غیرخطی بین سطح سیگنال ویدیویی و روشنایی عنصر تصویر بعدی است. تصحیح گاما این غیرخطی بودن را جبران می کند تا تصویر را به رنگ واقعی درآورد و در عین حال شدت را به جسم اصلی ارائه دهد.

کیفیت بالا : کیفیت بالا یک استاندارد ویدیویی است که وضوح تصویر بالاتر، تصویر بزرگتر، رنگ های بیشتر و صدای با کیفیت بالاتر نسبت به استانداردهای معمولی ویدیو دارد. آستانه پایین برای ویدیوی HD 1280 در 720 پیکسل در نظر گرفته شده است.

حسگرهای بینایی ماشین : حسگرهای بینایی ماشین این قابلیت را دارند که رویدادهای ثبت شده توسط دوربین خود را تجزیه و تحلیل کنند و به اپراتورها هشدار دهند یا بر اساس اطلاعات جمع آوری شده تصمیم بگیرند. به این دوربین های هوشمند نیز می گویند. اگر دستگاه‌های یکنواخت نیستند، دوربین معمولاً از طریق اتصال FireWire، USB یا اترنت به یک رابط رایانه متصل می‌شود.

رتبه بندی در فضای باز : دستگاه های دارای رتبه در فضای باز برای مقاومت در برابر تغییرات دمای بیرون، باران، برف و سایر شرایط آب و هوایی طراحی شده اند.

Pan/Tilt : این دستگاه‌ها دارای ویژگی‌های نصب یکپارچه یا اختیاری هستند که امکان کنترل حرکت از پهلو به پهلو (تبه) و بالا و پایین (شیب) را فراهم می‌کنند.

اسکن پیشرونده : این یک طراحی CCD است که امکان بدست آوردن هر دو میدان زوج و فرد را به طور همزمان فراهم می کند. تقریباً هر دوربین UV از اسکن پیشرونده استفاده می کند. هر پیکسل حاوی اطلاعات یک فریم کامل است. این فناوری وضوح بالا را بدون استفاده از شاتر مکانیکی امکان پذیر می کند. دوربین‌های اسکن پیشرونده برای گرفتن تصویر از اجسام با حرکت سریع و اندازه‌گیری ابعاد دقیق استفاده می‌شوند.

تشعشع سخت شده : دستگاه ها طوری طراحی شده اند که در مقابل سطوح بالای تشعشع مقاومت کنند. این دوربین ها را می توان در برنامه های کاربردی تاسیسات هسته ای یا در تحقیقات علمی که دستگاه را در معرض تشعشع قرار می دهد، استفاده کرد. این نوع دوربین ها تقریبا همیشه به صورت تک رنگ ضبط می کنند. دوربین های CID معمولاً با تشعشع سخت می شوند.

درجه بندی زیر آب : دستگاه ها طوری طراحی شده اند که در صورت غوطه ور شدن کامل در آب کار کنند. این ویژگی را می توان با مسکن پس از فروش اضافه کرد.

بزرگنمایی : دوربین ها با ویژگی طراحی شده اند که به دستگاه اجازه می دهد از نزدیک بر روی اشیاء دور فوکوس کند. زوم اپتیکال وضوح بهتری نسبت به زوم دیجیتال دارد.

ضبط سه بعدی : دوربین قابلیت ضبط تصاویر در سه سطح جهت مجزا را دارد. این برای ثبت عمق یک شی مفید است.

برنامه های کاربردی

دوربین های UV برای بینایی ماشین، میکروسکوپ ویدئویی با وضوح بالا، تشخیص کرونا، بازرسی نیمه هادی و آزمایش های غیر مخرب استفاده می شوند. آنها همچنین در نجوم، طیف‌سنجی UV، پردازش مواد غذایی، استخراج معادن، تشخیص آتش‌سوزی و عقیم‌سازی کار می‌کنند. جالب توجه است، برخی از حیوانات قابلیت های ذاتی اشعه ماوراء بنفش را نشان می دهند. برای مثال زنبورها گرده گل‌هایی را با حساسیت منحصر به فرد UV شناسایی می‌کنند.

منبع

globalspec