Технологии повышения светочувствительности камер LightHunter и ColorHunter
Что делает камеры LTV такими светочувствительными и позволяет достичь чувствительности до 0,0005 (пяти десятитысячных) люкса в цвете!?
Пролог
Мониторинг объекта в темноте всегда был одной из самых сложных задач в охранном видеонаблюдении. Традиционные камеры не могут создавать качественные изображения ночью. Конечно, ИК-подсветка помогает различить объекты, однако недостатки такого решения очевидны — это потеря цветопередачи и черно-белое изображение. Технологи LightHunter и ColorHunter позволяют решить проблему качественного цветного видеонаблюдения 24 часа в сутки.
Ключевые технологии
1. Основное — матрица BSI.
В основе этих технологий лежит матрица BSI (Back-side illuminated) — матрица с подсветкой с задней стороны. Эта технология известна давно, но из-за сложности и дороговизны производства ранее применялась только в специальных областях, например, в астрономии в телескопах для наблюдения за звездами. Первой сделала эту технологию доступной и вывела на широкий рынок компания Sony в своих матрицах Exmor R. Позже свои матрицы разработали и другие производители, например, Canon и Samsung.
Смысл этой технологии прост. В традиционных матрицах FSI (Front-side illumination — с передней подсветкой) слои расположены следующим образом: микролинзы, цветовой фильтр, далее металлический слой с проводкой и транзисторами, а только под ним светоприемный слой и сам фотодиод. Часть света отражается и теряется, проходя сквозь слой металлической проводки.
В BSI-матрицах слои поменялись местами — светоприемный слой и фотодиод вынесены наверх, а слой металлической проводки располагается уже под ним. Смотрите рисунок ниже.
(Перевод картинки:
Сверху — Структура матрицы, освещаемой спереди. Справа — Структура матрицы, освещаемой сзади. Ниже по порядку — Микролинзы, Цветовой фильтр, Металлическая проводка, Светоприемная поверхность, Фотодиод.)
Благодаря изменению последовательности слоев на светочувствительную поверхность матрицы попадает намного больше света, что значительно повышает светоотдачу и улучшает качество съемки в условиях низкой освещенности.
2. Матрицы с большей поверхностью.
Используются матрицы с диагоналями 1/1,8 и 1/1,7 дюйма. Использование матриц с большей диагональю и, соответственно, площадью позволяет принимать больше света при прочих равных условиях, а также иметь лучшее соотношение сигнал-шум.
3. Сверхбольшая и постоянная апертура.
Апертура в оптике — это величина относительного отверстия оптической системы. Чем больше это отверстие, тем больше света попадает внутрь объектива и на фотодиод. Обозначается заглавной буквой F и обратно пропорциональна указанной величине, то есть чем цифра после F меньше, тем апертура больше. Апертура F1.2 больше, чем апертура F1.6, которая в свою очередь больше, чем F2.2.
При изменении фокусного расстояния апертура тоже изменяется. Когда фокус увеличивается, апертура уменьшается, и наоборот. Соответственно, когда камера смотрит вдаль, апертура становится меньше и в объектив попадает меньше света.
Камеры LTV, использующие описываемые технологии, имеют объективы с постоянной большой апертурой. Когда фокус увеличивается, изображение остается таким же ярким.
4. Объектив с высокой пропускающей способностью.
Объектив IP-камеры — это не просто линза, он, по сути, состоит из нескольких линз. Не весь свет может пройти через линзы и в конечном итоге сформировать изображение на матрице. Светоотдача специальных объективов LTV как минимум на 15% выше, а в условиях низкой освещенности увеличивается на 36% по сравнению с обычными объективами. Чем больше света попадает на матрицу, тем ярче получается изображение. При одинаковых условиях освещения объективы LTV обладают более высокой светопропускающей способностью и обеспечивают более яркое изображение.
5. Антибликовое покрытие.
Линзы объектива частично отражают падающий на них свет. Многократно отражаясь от поверхностей линз внутри объектива световой поток уменьшается и образует блики от сильных источников света. Чтобы этого не происходило линзы обрабатываются специальным антибликовым покрытием.
6. LED-подсветка белым светом ColorHunter
В последнее время все более и более популярным становится светодиодная подсветка белым светом. В отличии от ИК-подсветки LED-подсветка белым светом позволяет сохранять цветное изображение и получать всю информацию, например, о цвете автомобиля или одежды нарушителя.
Сравните изображения на картинках справа? Какое является более информативным и нравится вам больше?
Заключение
Камеры LTV с технологиями LightHunter и ColorHunter повышают яркость изображения за счет увеличения светочувствительности и площади матрицы, диафрагмы (апертуры) объектива, коэффициента пропускания, а также антибликового покрытия, обеспечивая великолепные сцены в условиях низкой освещенности.