Contents
Een van de grootste uitdagingen in bewakings- en monitoringsystemen is onvoldoende beschikbaarheid van licht. In het verleden waren afbeeldingen die werden gemaakt bij lage lichtomstandigheden niet duidelijk zichtbaar, hadden detailverlies en bevatten ruis. Tegenwoordig hebben voortdurende verbeteringen in sensortechnologie geleid tot een nieuwe generatie camera's die uitzonderlijk goed presteren bij weinig licht. Dit artikel is bedoeld om dieper in te gaan op de vier factoren die de prestaties bij weinig licht van een camera bepalen.
Wat is prestaties bij weinig licht en de factoren die hierop van invloed zijn?
Prestaties bij weinig licht zijn het vermogen van een camera om zelfs bij weinig licht verstaanbare beelden te leveren door details en het minimaliseren van ruis in het uitvoerbeeld. Camera met weinig licht geeft beelden van hoge kwaliteit, zelfs bij extreem weinig licht, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
De factoren die bijdragen aan de lage lichtprestaties van een camera zijn:
- Pixelgrootte
- Signaal-ruisverhouding (SNR)
- Lensopening
- Gevoeligheid
Laten we nu elk van de bovenstaande factoren in detail bekijken.
Pixelgrootte
Pixelgrootte is de fysieke afmeting van een enkele pixel in een beeldsensor. Pixels zijn vierkante putten die fotonen verzamelen, en pixelgrootte verwijst naar de afmeting van deze vierkante put. Pixelgrootte in sensoren die worden geleverd met prestaties bij weinig licht is meestal 3 µm of groter. Hoe groter de put, hoe hoger het aantal verzamelde fotonen, en dus zouden de prestaties van de camera in een omgeving met weinig licht beter zijn. Dit maakt de pixelgrootte een van de meest kritische factoren bij het kiezen van een camera voor toepassingen met weinig licht. Er moet echter worden opgemerkt dat met een grotere pixelgrootte er slechts minder pixels kunnen worden ondergebracht in een compacte beeldsensor, wat ofwel een vermindering van de resolutie of een toename van de sensorgrootte veroorzaakt.
Signaal-ruisverhouding ( SNR)
SNR of signaal-ruisverhouding, verwijst in eenvoudige bewoordingen naar de verhouding van de hoeveelheid signaal (geldige beeldgegevens) tot de ruis (ongeldige beeldgegevens) in een beeld. Een hogere SNR duidt op minder ruis. In een beeldsensor zijn donkerstroom en transistorruis enkele van de belangrijkste ruiscomponenten. Een camera bij weinig licht wordt geleverd met de mogelijkheid om deze ruiscomponenten te minimaliseren om een hogere SNR te bereiken en zo beelden van goede kwaliteit te produceren.
Lensopening
Lensopening bepaalt de hoeveelheid licht die op de sensor valt. Dit is een ontwerpoverweging dan een specificatie van een beeldvormingssysteem. Om foto's te maken bij weinig licht, wordt een grotere lensopening aanbevolen, zodat meer fotonen de sensor kunnen bereiken. Het vergroten van de lensopening vermindert echter de scherptediepte van een camera. Scherptediepte is een cruciale overweging voor een toepassing met variërende werkafstanden, en daarom is een zorgvuldig ontwerp vereist bij het bouwen van een beeldvormingssysteem bij weinig licht voor dergelijke toepassingen.
Gevoeligheid
Gevoeligheid is een indicator van het vermogen van een beeldsensor om invallende fotonenenergie om te zetten in elektrische signalen. Camera's met een hoge gevoeligheid maken een efficiënte conversie van beelden bij weinig licht naar hoogwaardige output mogelijk, waardoor het een onvermijdelijke functie is voor camera's met weinig licht. Responsiviteit is synoniem met gevoeligheid en geeft ook de efficiëntie aan van een imager bij het omzetten van fotonen van een scène met weinig licht in gedetailleerde beelden.
Low light cameramodules van e-con Systems:
- e-CAM83_CUMI415 – 4K IMX415 cameramodule bij weinig licht
- e-CAM31_MI0330_MOD – 3,4 MP cameramodule met vloeistoflens
- e-CAM30A_CUMI0330_MOD – 3,4 MP cameramodule bij weinig licht
- e-CAM220_CUMI327_MOD – Full HD IMX327 Lowlight cameramodule
- e-CAM21_CUMI290_MOD – 2MP IMX290 ultra-lowlight cameramodule
- e-CAM27_CUMI290_MOD – 2MP IMX290 ultra-lowlight cameramodule
- e-CAM20_CU0230_MOD – 2MP HDR-cameramodule
Bremi Maruthaiyan
Business Development Executive, e-con Systems
