Обратитесь к нам, мы поможем подобрать камеру под ваши задачи. Для того чтобы выбрать камеру для микроскопа самостоятельно и получить в комплекте с нашим программным обеспечением полноценное рабочее место микроскописта для микровидеорегистрации и эффективного решения вашей задачи, как с точки зрения техники, так и с точки зрения цены комплекта, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

В последние годы технология КМОП переживает взрывное развитие, и качество изображений, получаемых с КМОП сенсоров практически сравнялось с ПЗС. Для лабораторной микроскопии с нормальными условиями освещения выбирайте более дешевые и гибкие в использовании сенсоры КМОП. Для микроскопа исследовательского класса, для специальных задач можно приобретать камеры на ПЗС сенсорах.

Если для выделения объектов микроскопического исследования в программе и/или их классификации цвет не имеет значения, всегда следует выбирать черно-белую камеру. Это связано с тем, что один и тот же сенсор, выполненный в черно-белом и цветном варианте, имеют разное разрешение и чувствительность.

Цвет на большинстве одноматричных камер для микроскопа, и на всех камерах, представленных в нашей линейке, получается путем наложения на ч/б сенсор разноцветных фильтров (красный, зеленый, синий), так называемой маски Байера (фильтр Байера, шаблон Байера, англ. Bayer filter - по фамилии изобретателя Брюса Байера, англ. Bryce Bayer) и последующей "дебайеризации" - интерполяции реального цвета каждого пиксела за счет использования его "соседей". Т.е. часть фотосенсоров матрицы используется для получения зеленого цвета, часть - красного, часть - синего, а затем информация пересчитывается: G R B G

Термин «разрешение цифровой камеры» часто используют для описания количества пикселов на матрице. Это не совсем верно, поскольку реальное разрешение на объекте, т.е. количество точек, описывающих объект измерения, зависит от размера пиксела, а не от общего количества пикселов (см. Размер пиксела). Принцип "чем больше разрешение, тем лучше" при выборе камеры для микроскопа не работает (при макросъемке это актуально, но только при использовании оптики соответствующего разрешения). Многие современные камеры обладают разрешением, превышающим физические возможности световой микроскопии. Поэтому при выборе разрешения следует ориентироваться на рабочие увеличения: если вы работаете с масляным объективом 100х, лучше выбрать более качественную камеру с меньшим разрешением (1.3-3 Мп вполне достаточно). При работе с меньшими увеличениями (например, на стереомикроскопе) можно использовать 5 Мп камеры и более. Необходимо учитывать параметры освещенности объекта и выбирать сенсоры с соответствующим размером пиксела и, следовательно, уровнем чувствительности. Не следует также забывать, что, чем больше размер изображения, а, тем более, кадра видеоролика, тем больше ресурсов компьютера потребуется на обработку программой и хранение на вашем носителе. Выбирайте необходимое и достаточное разрешение.

Размер сенсора (размер диагонали) принято указывать в дробных частях дюйма. Эта система обозначения происходит от стандартных размеров трубок телекамер в 1950-х годах и не является реальным выражением размеров матрицы. "Оптический" дюйм равен 16мм (а не 25мм). В профессиональных камерах для микроскопии используются сенсоры размером более 1/3". Это позволяет соблюсти баланс между разрешением камеры и физическим размером светочувствительного элемента, обеспечивающим общую чувствительность камеры. Например, камеры на сенсорах MT9P031 имеют типоразмер 1/2,5" (между 1/3" и 1/2"), а камеры на сенсоре CMV4000 размер 1". Информация о размере камеры в дюймах используется для подбора адаптера - трубки, соединяющей камеру и микроскоп. Если нет иных условий, то задача адаптера - обеспечить максимальное поле зрения на камере с данным сенсором. Для камер с меньшей диагональю используется уменьшающий адаптер: 1/2" = 0,5x адаптер, 2/3" = 0,7x, а камеры с матрицей 1" можно использовать с однократным адаптером. При использовании камер с крупным пикселом, например, на сенсоре IMX287 на объективах с малым увеличением (4х, 10х) необходимо иметь в виду, что уменьшающий адаптер уменьшает разрешение на объекте (сжимает изображение и на объект измерения приходится меньше точек). Могут быть задачи, при которых необходимо ограничить количество объектов в поле зрения для визуального удобства и для ускорения подсчета программой, например, оценка подвижности сперматозоидов, или, наоборот, показать максимальное поле зрения микроскопа, даже с учетом того, что на изображении при этом появятся края адаптера. В этом случае используется адаптер, соответствующий задаче. Если необходимо обеспечить и максимальное поле зрения, и максимальное разрешение на объекте, используются камеры с большой диагональю сенсора и маленьким пикселом на однократном адаптере, например, камеры на базе сенсоров IMX304 или IMX253.

Чем меньше пиксел - тем больше разрешение на объекте (больше точек описывают объект). Но при этом нужно учитывать: чем больше пиксел - тем выше светочувствительность камеры. Современные технологии позволяют увеличивать отверстие пиксела, в которое проникают фотоны, за счет более тонкого исполнения компонентов его рамки, или использовать технологию обратной засветки (back illuminated, BI или backside illumination sensor, BSI), получая повышенную чувствительность при меньшем размере пиксела и, соответственно, большем разрешении на объекте (см. IMX178 или IMX183). Комбинируйте разрешение и размер сенсора для достижения необходимых характеристик.

Термин «затвор» заимствован из аналоговой фототехники, где он означал шторку, открывающую доступ света к фотоплёнке и определяющую время экспозиции. В применении к цифровым сенсорам этот термин описывает способ считывания сигнала со светочувствительных элементов матрицы. Бегущий затвор (роллинг-шаттер, строчный затвор) - считывание сигнала построчно, начиная с верхней строки вниз. Глобальный затвор - считывание сигнала со всех пикселов одновременно. При использовании сенсоров с технологией бегущего затвора возможны искажения при съёмке подвижных объектов. Если в ваши задачи входит съёмка и анализ изображений или видео подвижных объектов, необходимо выбирать камеры с глобальным затвором.

В нашей линейке представлены камеры на базе сенсоров с максимальной частотой кадров от 14 к/с до 500 к/с. Если в круг ваших задач не входит съёмка быстротекущих процессов, движущихся объектов, то этот параметр не играет решающей роли. Камера просто должна обеспечивать частоту кадров, достаточную для комфортной настройки на резкость в режиме живого видео. Если требуется съёмка подвижных объектов, следует выбирать камеру с необходимой частотой кадров и глобальным затвором, поскольку на бегущем затворе изображение будет "смазанным". При этом необходимо учитывать, что частота кадров зависит от времени экспозиции. Для достижения максимальной частоты кадров придётся использовать короткую экспозицию и яркое освещение, обращайте внимание на параметры используемого осветителя. Чем больше количество пикселов на матрице, тем меньше максимальная частота кадров, которую она может обеспечить, например, скоростной сенсор IMX252 3 МП, 1/1,8" имеет максимальную частоту кадров 120 к/с, а сенсор с таким же пикселом, но с большей диагональю IMX250 5 МП, 2/3" имеет максимальную частоту 75 к/с. Если скорость важнее поля зрения - используйте сенсор меньшего размера. Кроме того, для увеличения частоты кадров можно использовать рамку (область интереса, ROI, Region of Interest), то есть считывать данные с части сенсора, а не со всего массива пикселов. Уменьшение количества пикселов по вертикали приводит к увеличению частоты кадров. Например, сенсор IMX265, имеющий такой же пиксел и диагональ, как у более дорогого сенсора IMX252, но меньшую максимальную частоту кадров 55 к/с, может использоваться для анализа спермы, где требуется частота от 60 к/с с применением рамки, ограничивающей его вертикальное разрешение до 1400 пикселов. Комбинируйте максимальную частоту, размер сенсора и использование вертикальной рамки для получения нужного результата.

Схема: пиксел сенсора с прямой засветкой в разрезе		Схема: пиксел сенсора с обратной засветкой в разрезе

Классическая схема сенсора цифровой камеры - микролинза, проводка, светочувствительная подложка из фотодетекторов - называется "прямой засветкой". Однако при такой схеме часть фотонов, падающих на сенсор под углом, отражается от "рамки" пиксела, которую образует проводка, находящаяся перед подложкой, что уменьшает квантовую эффективность сенсора. Т.е., когда производитель указывает размер пиксела обычного сенсора с прямой засветкой, нужно иметь в виду, что у такого пиксела имеется рамка, которая будет отражать и терять часть фотонов. Для решения этой проблемы была разработана другая схема: микролинза, подложка, проводка. Такая схема сенсора цифровой камеры называется "обратной засветкой". Технологическая реализация обратной засветки затруднена тем, что подложка должна быть очень тонкой: её необходимо отшлифовать до толщины 10-15 микрон. Поэтому раньше сенсоры с обратной засветкой были дорогостоящими специализированными продуктами. В последние годы компании Сони (Sony) удалось наладить производство широкой линейки сенсоров с обратной засветкой по разумным ценам, некоторые из них могут успешно использоваться в камерах для микроскопа. Их преимуществом является повышенная светочвуствительность при меньшем размере пиксела. В основном КМОП сенсоры с обратной засветкой имеют бегущий затвор, то есть, не рекомендуются для съёмки подвижных объектов. Камеры для микроскопов на сенсорах с обратной засветкой стоит приобретать, если необходимое повышенное разрешение на объекте (более мелкий пиксел): макросъёмка, малые увеличения, объективы с повышенной числовой апертурой (полуапохроматы Semi Apo, апохроматы Apo).

Наше программное обеспечение поддерживает драйверы сторонних камер TWAIN и DirectShow, однако, мы рекомендуем использовать в работе с микроскопом камеры с нашими прямыми драйверами. Наши драйверы разрабатывались на основе многолетней практики использования камер в микроскопии и имеют много специализированных функций для поддержки комфортной работы микроскописта. При использовании сторонних драйверов наше ПО лишь предоставляет интерфейс (окно) для стороннего ПО, и мы не можем отвечать за качество видеопотока, функционал и ошибки ПО.

При описании характеристик камеры используются следующие термины:

• Динамический диапазон (англ. Dynamic Range, DR, DNR) - разность между самой светлой и самой темной областью изображения. Характеризует способность камеры передавать детали изображения микропрепарата, не уходя в "засветку" или черный цвет. Измеряется в децибелах. Самый темный сигнал ограничен тепловым шумом или "темновым током" матрицы. Самый яркий сигнал ограничен суммой заряда, который может быть накоплен в отдельном пикселе. Чем больше цифра - тем лучше.
• Отношение сигнал/шум (англ. Signal to Noise Ratio, S/N Ratio, SNR) - параметр, описывающий качество видеосигнала, наличие шумов и помех, особенно при слабой освещенности. Измеряется в децибелах. Чем больше цифра - тем лучше.
• Квантовая эффективность (англ. Quantum Efficiency, QE) - мера эффективности преобразования энергии фотонов в электрический сигнал, отношение количества фотонов, сгенерировавших сигнал, к количеству попавших на сенсор фотонов. Измеряется в процентах, чем больше - тем лучше.
• Биннинг (англ. Binning) - суммирование зарядов с соседних N пикселов матрицы (например, 2Х2). При этом увеличивается чувствительность, но уменьшается разрешение.