Практика применения цифровых окуляр – камер

Цифровые окуляр-камеры  разработаны для применения в качестве дополнительного оборудования для широкого спектра различных оптических приборов и комплексов. Окулярные камеры используются в тех случаях, когда нужно обеспечить визуализацию оптического изображения на экране монитора, сохранить изображения на электронных носителях информации. Сегодня выпускается несколько наименований данных приборов, отличающихся типом электронного приёмника, размером матрицы и размерами единичной электронной структуры - пиксела.

Все эти отличия определяют потребительские характеристики цифровой окуляр-камеры, такие как уровень шумов, цветопередача, линейное поле обрабатываемого изображения, разрешающая способность. Обоснованный и осознанный выбор модели является необходимым условием для достижения адекватной оригиналу визуализации изображения. Обоснование параметров проекционной оптической системы является не тривиальной задачей, а вариантам её решения посвящены изобретения и публикации в научных журналах. Сколько «сломано копий» только вокруг вопроса «вписывать или описывать» (как соотносить круглое оптическое изображение и прямоугольную форму матрицы).

Проект Labor-Microscopes^® не остался в стороне. Оптическая схема цифровой окуляр-камеры запатентована в РФ именно нашими специалистами. Имеются также публикации, запланировано выступление по этой теме нашего инженера на конференции в Германии в сентябре.

Необходимо учитывать весьма существенные особенности при комплектации либо дооснащении цифровыми окуляр – камерами (видео окулярами, окулярными камерами) различных видов оптических световых микроскопов. Такие параметры как спектральная чувствительность и цветопередача являются главными характеристиками при выборе модели камеры для использования в биологическом микроскопе, особенно в люминесцентном микроскопе, где требуется улучшенное пропускание в «короткой» области спектра. Для металлографических и индустриальных микроскопов самым важным критерием выбора является пороговая чувствительность и частотно – контрастная характеристика приёмника. В поляризационных микроскопах обязательным является отсутствие деполяризующих элементов. Имеются также свои особенности при комплектации стерео микроскопов, где проблема получения адекватного оригиналу 3D цифрового изображения с помощью системы визуализации ещё даже не обсуждается.

На следующих рисунках представлены иллюстрации типовых размеров матриц и НЕ типичной кривой спектральной чувствительности одной из специальных камер.

Рис. 1. Типовые размеры матриц

Рис. 2. График спектральной чувствительности одной из специальных камер

В проекте Labor-Microscopes^® доступно порядка 20 различных видов цифровых камер (окуляр – камер, видео окуляров, окулярных камер), однако, мы рекомендуем профессиональные камеры серии «Ucam». Цифровые камеры этого производителя прошли полный цикл испытаний нашими специалистами, уже два года без проблем работают у наших заказчиков. На основании опыта эксплуатации этих изделий мы ответственно рекомендуем их нашим заказчикам. Также предлагаем компетентные решения по сопряжению различных камер серии «Ucam» и микроскопов различного класса и назначения.

Вот некоторые наши наблюдения. Известно, что при использовании камеры в режимах высокого разрешения (свыше 640 х 480) и живого видео — на экране монитора при фокусировании или передвижении объекта под микроскопом наблюдается некоторая инерционность отображения информации (вследствие ограничения частоты смены кадров скоростными возможностями порта USB), что вносит определённый дискомфорт. Для КМОП приёмников этот эффект более ярко выражен, чем для ССД. Оптимизация настроек параметров экспозиции, цветности и др. позволяют снизить этот эффект. Использование скоростного порта USB-3 также снижает этот эффект. Вместе с тем, очевидное, казалось бы, решение использование технологий WiFi (или подобных) для передачи изображений не «прижилось» пока в цифровой микроскопии вследствие чувствительности к помехам и реально более низкой скорости передачи данных.

Приходится также мириться с такими непреодолимыми явлениями как «битые пикселы» (допустимое количество, которых даже оговорено в специальном международном стандарте) и практически неминуемое появление пыли непосредственно на приёмнике, вследствие чего имеются систематические погрешности в изображениях. Не стоит, однако, думать, что всё так плохо. Относительно недорогие — эти камеры очень функциональны и удобны в работе, а в профессиональных дорогих моделях иногда используется устройство ультразвуковой очистки приёмника от пыли.

Предлагаемые нами модели реализуют полноценную линзовую оптику, выполненную из качественного органического стекла и имеющую специальные просветляющие покрытия. В эксклюзивных моделях мы предлагаем особую оптику из кварца, кристаллов флюорита и фтористого лития, других оптических материалов. Получаемые изображения, действительно, имеют высокое качество по всему линейному полю, они насыщенные, яркие и контрастные. В зависимости от модели камеры обеспечивается степень соответствия конгруэнтного размера изображения линейному полю микроскопа.

Мы можем поделиться своим опытом в подборе персонального компьютера и обосновать оптимальные характеристики монитора. Ведь на монитор смотрят глазами, которые тоже, как и монитор, имеют свои ограничения по разрешающей способности, причём, наиболее комфортное наблюдение глазами с максимальной разрешающей способностью, осуществляется с расстояния примерно 250 мм. Известны также минимальные размеры пиксела монитора.

Профессиональный оптик может обоснованно согласовать дифракционные, геометрические и светотехнические параметры светового оптического микроскопа, цифровой камеры (окуляр – камеры, видео окуляра, окулярной камеры) и монитора — с целью наиболее полной реализации концепции цифровой микропроекции, получения качественных видео сюжетов и фотографий исследуемых микро объектов.

Повторимся, для достижения оптимальной адаптации цифровой камеры к вашему оптическому прибору (особенно световому оптическому микроскопу) требуются специальные знания, которые имеются у наших специалистов. Обращайтесь, мы предложим именно то, что нужно.

В разделе Продукция представлены характеристики рекомендуемых и реализуемых проектом Labor-Microscopes^® моделей цифровых камер серии «Ucam».