CMOS or CCD Image Sensor, Выбор матрицы для измерения Опции

[dinam]

Возникла потребность в разработке ч. б. видеокамеры для измерения размеров предмета. Требования такие: матрица должна быть не менее 1.3 Megapixel, желательно на 30 кадров в секунду, динамического диапазона вроде как 60 дб достаточно. Пока не решил какую матрицу применять. CMOS вроде попроще использовать, хочу напрямую завести на Blackfin. И соответсвующий Engineer-to-Engineer Note есть на сайте AD. Вроде подходит микроновская MT9M001C12STM. А есть ли ч. б. матрицы с большем количеством пикселей, за разумные деньги?
CCD посложнее с управлением, честно говоря ещё не понял смогу ли я сделать её управление в FPGA или придется покупать специализированные микросхемы управления. Самих CCD матриц вроде много разных, например, той же Sony.
До этого работал только с CCD линейками. Кто сталкивался с подобными задачами, наставьте на путь истинный .

[Krys]

А есть ли ч. б. матрицы с большем количеством пикселей, за разумные деньги?

А сколько для Вас разумные? Какой размер матрицы Вы хотите? Какой вид переноса?

честно говоря ещё не понял смогу ли я сделать её управление в FPGA или придется покупать специализированные микросхемы управления.

Лучше покупать специализированные микросхемы, которые рекомендуются в датащите на матрицу. Так куда проще и быстрее. Но если Вы задумали считывать как попало, а не стандартно, тогда эти готовые микросхемы могут не сгодиться. На ПЛИС это всё, конечно, реализуемо. Разумеется, с применением в конце ПЛИС соответствующих выносных ключей на нужные напряжения и токи, с нужным быстродействием.

Самих CCD матриц вроде много разных, например, той же Sony.

Подскажите, пожалуйста, где купить матрицы Сони и микросхемы обвязки матриц? Сколько я пробовал - они продают только в сервисные центры или крупным разработчикам видеокамер.

тут дело такое
1 если время экспозиции меньше 0.2-0.5 секунды то CMOS . если больше 1 секунды то CCD с охлаждением

Откуда такое правило? Вы имеете в виду только ПЗС с кадровым переносом? Если ПЗС со строчно-кадровым переносом, она без труда умеет делать выдержки порядка микросекунды.

2 что касаемо количества пикселов - то сначала разъберитесь с оптикой поскольку цветных пикселов надо больше поэтому их много - а для черно белых чтобы использовать пикселы нужна хорошая оптика - а она дорогая и делать ее мало кто умеет

Т.е. Вы хотите сказать, что в 5-мегапиксельной цифромыльнице (да ещё и с зумом и прочими примочками) стоит объектив, который на самом деле даёт разрешение, пригодное только для 0,3 мегапикселя в сотовом телефоне? У меня по этому поводу сомнения просто на основе бытовых рассуждений. Но спорить не буду.

[net]

[quote name='net' post='130897' date='Jul 4 2006, 23:05']тут дело такое
1 если время экспозиции меньше 0.2-0.5 секунды то CMOS . если больше 1 секунды то CCD с охлаждением[/quote]Откуда такое правило? Вы имеете в виду только ПЗС с кадровым переносом? Если ПЗС со строчно-кадровым переносом, она без труда умеет делать выдержки порядка микросекунды.
[quote name='net' post='130897' date='Jul 4 2006, 23:05']2 что касаемо количества пикселов - то сначала разъберитесь с оптикой поскольку цветных пикселов надо больше поэтому их много - а для черно белых чтобы использовать пикселы нужна хорошая оптика - а она дорогая и делать ее мало кто умеет[/quote]Т.е. Вы хотите сказать, что в 5-мегапиксельной цифромыльнице (да ещё и с зумом и прочими примочками) стоит объектив, который на самом деле даёт разрешение, пригодное только для 0,3 мегапикселя в сотовом телефоне? У меня по этому поводу сомнения просто на основе бытовых рассуждений. Но спорить не буду.
[/quote]

выдержка - это ограничение набегет из темнового тока
CMOS схемотехника расчитана что все сделано сразу в кристалле и поэтому там получаются большие темновые токи а в CCD за счет упрощения структуры - например убирают электронный затвор - и плюс охлаждение (которое нельзя применять для CMOS изза встроенного АЦП и прочей логики) позволяет получать ОЧЕНЬ маленькие темновые токи которые позволяют делать хоть 30 минутные выдержки
для CMOS предел наступает гдето в районе 0.5 секунд когда темновые токи начинают давать большой вклад (интервал немного условный но порядок выдержки примерно такой)

что касаемо числа пикселей и оптики - посмотрите в литературе такое понятие как светосила и асферика и чем она отличается от сферической линзы. также обратите внимание на размер пиксела в микронах - число пикселов у профессиональных матриц и увидите много удивительного
сделать матрицу с маленьким пикселом достаточно просто и если вы обратите внимание то цветная матрица с 2- 3 мегапикселами стоит порядка 3- 10 баксов - а черно белая 0.5 мегапиксела с размром пиксела 10 микрон от 27 баксов - а при частотах 200 гц и все 200 баксов.

кроме того например черно белые CCD с пикселом 10-15 микрон и электронным затвором и 1 мегапикселе стоит в районе 1800 баксов
эти данные вы легко найдете в интернете - попробуйте сделать устройство с заданным качеством - оптики и матрицы и будете неприятно удивлены стоимостью такого устройства по сравнению со стоимостью цветной 2-3 мегапиксельной камеры собранной вами с оптикой от балды

[Krys]

выдержка - это ограничение набегет из темнового тока

Дак ПЗС тоже умеет короткие выдержки делать

что касаемо числа пикселей и оптики - посмотрите в литературе такое понятие как светосила и асферика и чем она отличается от сферической линзы

Светосила влияет на чувствительность камеры в целом. Выше автор написал, что уровень освещённости он может взять любым. Асферика - это уже геометрические искажения, которые при измерении размеров могут быть навсегда устранены предварительной калибровкой.
А на мой вопрос про цифромыльницу в 5 мегапикселей Вы так и не ответили, всё увиливаете, увиливаете. Отвечаете загадками, предлагаете посмотреть самому. Где конкретика, где Ваши выводы? Вы же сюда пришли не других учить думать (взрослых учить уже бесполезно), а делиться/набираться опытом.

сделать матрицу с маленьким пикселом достаточно просто и если вы обратите внимание то цветная матрица с 2- 3 мегапикселами стоит порядка 3- 10 баксов - а черно белая 0.5 мегапиксела с размром пиксела 10 микрон от 27 баксов - а при частотах 200 гц и все 200 баксов.

Вы наверно имели в виду не матрицу, а камеру в целом? И Вы не указали размер элемента цветной матрицы. Поэтому пока ваши примеры некорректны для сравнения.

кроме того например черно белые CCD с пикселом 10-15 микрон и электронным затвором и 1 мегапикселе стоит в районе 1800 баксов
эти данные вы легко найдете в интернете - попробуйте сделать устройство с заданным качеством - оптики и матрицы и будете неприятно удивлены стоимостью такого устройства по сравнению со стоимостью цветной 2-3 мегапиксельной камеры собранной вами с оптикой от балды

Тут всё понятно: у 5 мегапиксельной цветной матрицы на самом деле пикселей в 3 раза больше. Но триад всё равно 5 миллионов! Следовательно, оптика упомянутой мной цифромыльницы должна справляться с получением кружка рассеяния менее размера триады. Отсюда следует вывод, что если оптика цветной 5 мегапиксельной цифромыльницы справляется с разрешающей способностью, соответствующей 5 миллионам триад, то эта же оптика должна обеспечивать разрешающую способность, соответствующую 5 миллионам элементов чёрно-белой матрицы. Если площадь элемента чёрно-белой матрицы не менее площади триады цветной матрицы.
Либо Вы клоните к тому, что оптика цифромыльницы (дешёвая оптика! хотя и с зумом и прочими фичами...) не обеспечивает разрешающую способность, которую способна обеспечить сама матрица... Если так, то скажите прямо: "Да, не обеспечивает! Да, всех покупателей дурят наращиванием мегапикселей матрицы, тогда как оптика с этим не справляется!".

цветные матрицы делают из черно белых нанесением светофильтра на каждый пиксел - в черно белой этих фильтров нет.

Может, и так бывает. Но это не догма! Пример: Сони выпускает ч/б матрицы размером 1/3 дюйма и 1/2 дюйма с одинаковым количеством элементов. Следовательно, размер элемента разный. (это самое важное! - бывает разный размер элемента) Допустим (гипотетически), что для цветной камеры за основу взяли матрицу с меньшим размером элемента, объединили по 3 элемента в триады, сделали светофильтры, поставили на матрицу объектив, обеспечивающий заданную разрешающую способность. Тогда в цветной камере, не меняя объектива, я могу поставить матрицу с бОльшим размером элемента и того же диагонального размера самой матрицы и получу ч/б камеру с той же самой разрешающей способностью.

НО я говорю о другом - о том что получить изображение нужного качества тяжело и вы будете удивлены что чтоимотсь цветной много мегапиксельной матрицы намного меньше чем мало пиксельная черно белая - но когда посмотрите на размер пиксела черно белой матрицы и попробуете сделать объектив для этой матрицы то увидите как будет расти стоимость когда вы захотите получить необходимое качество изображения

Вот опять здесь Вы льёте воду. Ничего не значащие фразы. Какие у Вас выводы? Скажите конкретно, пожалуйста. Не надо призывать что-то сравнивать, создавать объектив..., т.к., думаю, никто не кинется этого делать...

[net]

выдержка - это ограничение набегет из темнового тока

Дак ПЗС тоже умеет короткие выдержки делать

что касаемо числа пикселей и оптики - посмотрите в литературе такое понятие как светосила и асферика и чем она отличается от сферической линзы

Светосила влияет на чувствительность камеры в целом. Выше автор написал, что уровень освещённости он может взять любым. Асферика - это уже геометрические искажения, которые при измерении размеров могут быть навсегда устранены предварительной калибровкой.
А на мой вопрос про цифромыльницу в 5 мегапикселей Вы так и не ответили, всё увиливаете, увиливаете. Отвечаете загадками, предлагаете посмотреть самому. Где конкретика, где Ваши выводы? Вы же сюда пришли не других учить думать (взрослых учить уже бесполезно), а делиться/набираться опытом.

сделать матрицу с маленьким пикселом достаточно просто и если вы обратите внимание то цветная матрица с 2- 3 мегапикселами стоит порядка 3- 10 баксов - а черно белая 0.5 мегапиксела с размром пиксела 10 микрон от 27 баксов - а при частотах 200 гц и все 200 баксов.

Вы наверно имели в виду не матрицу, а камеру в целом? И Вы не указали размер элемента цветной матрицы. Поэтому пока ваши примеры некорректны для сравнения.

кроме того например черно белые CCD с пикселом 10-15 микрон и электронным затвором и 1 мегапикселе стоит в районе 1800 баксов
эти данные вы легко найдете в интернете - попробуйте сделать устройство с заданным качеством - оптики и матрицы и будете неприятно удивлены стоимостью такого устройства по сравнению со стоимостью цветной 2-3 мегапиксельной камеры собранной вами с оптикой от балды

Тут всё понятно: у 5 мегапиксельной цветной матрицы на самом деле пикселей в 3 раза больше. Но триад всё равно 5 миллионов! Следовательно, оптика упомянутой мной цифромыльницы должна справляться с получением кружка рассеяния менее размера триады. Отсюда следует вывод, что если оптика цветной 5 мегапиксельной цифромыльницы справляется с разрешающей способностью, соответствующей 5 миллионам триад, то эта же оптика должна обеспечивать разрешающую способность, соответствующую 5 миллионам элементов чёрно-белой матрицы. Если площадь элемента чёрно-белой матрицы не менее площади триады цветной матрицы.
Либо Вы клоните к тому, что оптика цифромыльницы (дешёвая оптика! хотя и с зумом и прочими фичами...) не обеспечивает разрешающую способность, которую способна обеспечить сама матрица... Если так, то скажите прямо: "Да, не обеспечивает! Да, всех покупателей дурят наращиванием мегапикселей матрицы, тогда как оптика с этим не справляется!".

цветные матрицы делают из черно белых нанесением светофильтра на каждый пиксел - в черно белой этих фильтров нет.

Может, и так бывает. Но это не догма! Пример: Сони выпускает ч/б матрицы размером 1/3 дюйма и 1/2 дюйма с одинаковым количеством элементов. Следовательно, размер элемента разный. (это самое важное! - бывает разный размер элемента) Допустим (гипотетически), что для цветной камеры за основу взяли матрицу с меньшим размером элемента, объединили по 3 элемента в триады, сделали светофильтры, поставили на матрицу объектив, обеспечивающий заданную разрешающую способность. Тогда в цветной камере, не меняя объектива, я могу поставить матрицу с бОльшим размером элемента и того же диагонального размера самой матрицы и получу ч/б камеру с той же самой разрешающей способностью.

НО я говорю о другом - о том что получить изображение нужного качества тяжело и вы будете удивлены что чтоимотсь цветной много мегапиксельной матрицы намного меньше чем мало пиксельная черно белая - но когда посмотрите на размер пиксела черно белой матрицы и попробуете сделать объектив для этой матрицы то увидите как будет расти стоимость когда вы захотите получить необходимое качество изображения

Вот опять здесь Вы льёте воду. Ничего не значащие фразы. Какие у Вас выводы? Скажите конкретно, пожалуйста. Не надо призывать что-то сравнивать, создавать объектив..., т.к., думаю, никто не кинется этого делать...

читайте внимательно что я написал - а то начиная с вашего коментария вы не поняли что я пишу
про короткие выдержки и темновой ток все с точностью наоборот!!!
темновой ток не дает делать ДЛИННЫЕ выдержки
все остальное втом же духе - не хотите читать не читайте - опытом я поделился вы его просто не понимаете