一种具有多种用途的新型超高速相机

发布时间:2023-02-10 11:02:13 阅读数: 175

​a 系统图显示了通过旋转多边形镜子对DMD显示的聚集图案进行光束扫描。白色箭头表示多边形镜子旋转和照明扫描的方向。CL,聚光镜;DMD,数字微镜装置;L1-L6,透镜;M1-M3,镜子;PD,光电二极管。b 特写一个适合在41×43像素帧大小下成像的序列中的聚合图案示例。红框:一个有代表性的编码模式。红色箭头:扫描方向。资料来源:《自然通讯》(2022)。DOI: 10.1038/s41467-022-35585-8

在(INRS)能源材料电信研究中心的实验室里,梁金阳教授和他的同事们正在开发一种新的超高速单像素相机

这种新设备被称为通过扫频聚合模式加速的单像素成像(SPI-ASAP),能够利用光调制以每秒12,000帧的速度传输视频,使其具有极大的灵活性。这项工作发表在《自然-通讯》杂志上,代表了超高速单像素成像的一个突破。

"专门研究超高速成像和生物光子学的研究员、该研究的通讯作者梁博士说:"这种新相机是一个创新的原型,对魁北克和加拿大其他地区的光子学产业有潜在的好处。

一项强大的技术

几年来,梁金阳教授一直专注于研究新型光学成像设备中的激光调制技术。单像素成像(SPI)已经成为一种强大的技术,使用光调制和单点检测器而不是二维传感器。然而,大多数SPI系统受限于只使用数字微镜设备(DMD),这意味着单像素相机记录图像的速度只有几十赫兹。

其他方法使用快速移动的物理编码掩码进行光调制。虽然速度快,但这些掩模也固定了分辨率,使这类系统不能灵活地适应不同的实验参数。

与这些方法相反,INRS的科学家们开发的新相机将一个数字微镜装置与激光扫描结合起来,用于快速和可重新配置的图案投影。这使得该系统可以在不同的空间分辨率,以及不同的成像速度和模式下运行。因此,它能够以每秒100帧(fps)的速度传输实时视频,并能在离线时达到12,000帧。

"论文的第一作者、INRS的博士生Patrick Kilcullen说:"以100帧/秒的速度实时成像的能力超越了现有的技术,为许多需要现场分析和在线反馈的工业应用提供了启示。

广泛的应用

另一个特点是,该系统非常通用,可以很容易地适用于许多配置。

在科学上,该设备可以有广泛的应用,特别是在非可见光的光谱上,因为没有合适的相机。非常高速的成像允许捕捉瞬时事件,如燃烧现象的分析、有害气体的检测和半导体材料的表征。

由博士生Patrick Kilcullen和教授Tsuneyuki Ozaki和Jinyang Liang组成的团队已经为该技术申请了专利,目前正在寻求合作以使其商业化。

本文由光电查搜集整理,未经同行评议,请自行判断可信度。仅供学习使用。

相关产品

图片 名称 分类 制造商 参数 描述
  • 1024-LDH2 92 KHz InGaAs线扫描相机 科学和工业相机 1024-LDH2 92 KHz InGaAs线扫描相机 科学和工业相机 Sensors Unlimited

    相机类型: Industrial, Scientific 阵列类型: InGaAs 光谱带: 0.8 - 1.7 um

    1024-LDH2是第二代高速1024像素线扫描InGaAs相机,可将A线速率提高到每秒91,911线。这使得1.04μm的频域光学相干断层扫描(SDOCT)能够在眨眼之间捕获视网膜、神经头和脉络膜的详细三维体积。对于1.31μm SD-Oct,基于二极管阵列的Oct系统为多普勒或偏振敏感Oct提供了优越的相位稳定性。LDH2为基本格式的Camera Link®接口卡提供12位数字捕捉,同时为高线路速率提供高达2300:1的较大动态范围。有两种像素孔径可供选择:500μm高像素,便于在SD-Oct系统中对准;或25μm方形像素,用于超快速机器视觉或双摄像头PS-Oct。

  • 1024-LDM InGaAs线扫描相机 科学和工业相机 1024-LDM InGaAs线扫描相机 科学和工业相机 Sensors Unlimited

    相机类型: Industrial, Scientific 阵列类型: InGaAs 光谱带: 0.8 - 1.7 um

    1024-LDM型相机是一款高速1024像素线扫描InGaAs相机,用于通过硅片、硅块或硅锭进行高分辨率成像。它会发现诸如未对准、遮挡、夹杂物或裂纹等问题;在进一步处理IC或太阳能电池的费用之前。自由下落的熔融玻璃块、农业原材料或药物混合物的高速成像也得益于相机高达45,956 LPS的灵活线速。深度仅为2.4英寸,机械设计使系统集成商能够灵活地将摄像机安装在其检测机器内。LDM为基本格式的Camera Link®接口卡提供14位数字捕捉,同时提供高达4500:1的动态范围。光刻掩模清晰地定义了阵列的25µm孔径,确保了高时间和空间分辨率;另一种500µm像素高度以时间分辨率换取光致发光成像灵敏度的提高。

  • 1200万像素高速CMOS相机 科学和工业相机 1200万像素高速CMOS相机 科学和工业相机 Teledyne Lumenera

    传感器类型: CMOS # 像素(宽度): 4112 # 像素(高度): 3008

    索尼最新的PREGIUS®全局快门CMOS传感器在像素设计中结合了CCD和CMOS的优点,带来了令人印象深刻的性能。PREGIUS传感器具有类似于CCD的模拟像素设计,但后端类似于CMOS传感器。该架构利用CCD传感器的优势(出色的成像性能,包括良好的色彩再现、低噪声和高动态范围)以及CMOS传感器的所有数字优势(内置模数转换、图像校正、数字输出和高速),为传统CCD传感器提供了一种低功耗、低成本的替代方案。

  • 12MP鱼眼摄像机 DH-IPC-EBW81230N M12 科学和工业相机 12MP鱼眼摄像机 DH-IPC-EBW81230N M12 科学和工业相机 Dahua Technology

    传感器类型: CMOS # 像素(宽度): 4000 # 像素(高度): 3000

    大华鱼眼相机在紧凑的低轮廓设计中提供详细的全景视图。逐行扫描传感器与鱼眼镜头相结合,可提供无盲点的高质量180°全景视图,使该相机成为开阔区域(如机场、购物中心和银行)的理想解决方案。摄像机为不同的安装和配置提供多种去扭曲模式,以增强特定场景的视频。IP67环保等级和IK10防破坏能力确保相机在恶劣的环境中工作环境。

  • 12MP变焦半球网络摄像机NK8BL7Z 科学和工业相机 12MP变焦半球网络摄像机NK8BL7Z 科学和工业相机 Dahua Technology

    传感器类型: CMOS # 像素(宽度): 3840 # 像素(高度): 2160

    1200万像素日/夜半球型网络摄像机采用先进的1/1.7英寸逐行扫描CMOS Sony Starvis™成像器,配有电动变焦镜头。摄像机采用智能H.265+视频压缩标准,在保留高质量视频的同时提高编码效率,摄像机还内置了商业智能算法。IP67环境保护等级和IK10防破坏能力确保相机在恶劣的环境中工作。

立即咨询

加载中....