25/07/24Зураг дээр тулгуурласан орчин үеийн ертөнцөд камерууд халаасанд байгаа ухаалаг утаснаас эхлээд судалгааны лабораторийн өндөр зэрэглэлийн багаж хэрэгсэл хүртэл хаа сайгүй байдаг. Гэхдээ бүх камер зураг авдаг ч бүгд ижил зорилго, нарийвчлалтайгаар бүтээгддэггүй.
Шинжлэх ухааны камер нь таны амралт, олон нийтийн мэдээллийн хэрэгсэлд ашиглаж болох камераас эрс ялгаатай. Шинжлэх ухааны камерууд нь мегапикселийн ялгаа эсвэл тод байдлын ялгаанаас гадна зөвхөн зураг биш, өгөгдөл авах хэмжилт, дүн шинжилгээ хийх хэрэгсэл болгон бүтээгдсэн.
Мэдрэгчийн технологи, зургийн үнэн зөв байдал, хэрэглээний онцлог шинж чанараараа хэрэглэгчийн камераас юугаараа ялгаатайг ойлгох нь таны хэрэгцээнд тохирсон дүрслэлийн системийг сонгоход маш чухал юм. Та амьдралын шинжлэх ухаан, одон орон судлал, спектроскопи эсвэл хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн чиглэлээр ажилладаг эсэхээс үл хамааран эдгээр хоёр төрлийн камер хэрхэн ялгаатай болохыг мэдэх нь таны дүрслэлийн үр дүнг зөвхөн нүдээр харуулах төдийгүй шинжлэх ухааны үндэслэлтэй болгоход тусална.
Шинжлэх ухааны камер гэж юу вэ?
Шинжлэх ухааны камер бол зүгээр л зураг авах төхөөрөмж биш бөгөөд фотоныг илрүүлэх, тоолох, шинжлэхэд зориулагдсан нарийн төхөөрөмж юм. Шинжлэх ухааны камерууд нь хяналт, нарийвчлал, давтагдах чадвар, мэдээллийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах зорилгоор бүтээгдсэн.
Шинжлэх ухааны камерын үндсэн шинж чанарууд орно
● Фотоны тоон хэмжилт (зөвхөн гоо зүйн зураг авах биш)
● Бүдэг дохиог хадгалахын тулд дуу чимээ багатай гүйцэтгэл
● Нарийн тодосгогчийг илрүүлэх өндөр динамик хүрээ
● Шинжлэх ухааны боловсруулалт хийх түүхий өгөгдлийн гаралт
● Спектроскопи, флюресцент, интерферометр зэрэг дэвшилтэт дүрслэлийн техникийг дэмжих
Олон шинжлэх ухааны камерууд мөн микроскоп, квант дүрслэл, материал судлал зэрэг салбарт спектрийн долгионы урт, туйлшрал, фазын чухал шинж чанар зэрэг гэрлийн нэмэлт шинж чанарыг хэмждэг.
Аппликейшн орно
● Микроскопи (жишээ нь, биологи, материал судлал)
● Флюресценцийн дүрслэл (жишээ нь, эсийн үйл явцыг хянах)
● Одон орон судлал (жишээлбэл, гүн тэнгэрийн зураглал, спектрийн судалгаа)
● Хагас дамжуулагчийн үзлэг (жишээ нь, өрлөгийн согог, загвар илрүүлэх)
Шинжлэх ухааны камеруудыг ихэвчлэн том дүрслэлийн системд нэгтгэж, бодит цагийн хэмжилт, өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх тусгай программ хангамжаар удирддаг.
Хэрэглэгчийн камер гэж юу вэ?
Хэрэглэгчийн камер нь тав тухтай байдал, гоо зүй, олон талт байдлыг хангахад зориулагдсан. Үүнд ухаалаг гар утас, цэгийн камер, DSLR, толин тусгалгүй систем орно. Тэд шинжлэх ухааны хэмжилтээс илүүтэйгээр хүний үзэх зургийн чанарыг онцолдог.
Загварын тэргүүлэх чиглэлүүд орно
-
Автомат тохиргоотой ашиглахад хялбар
-
Харааны сэтгэл татам өндөр нарийвчлалтай зургууд
-
Өнгө, тодосгогч, тод байдлыг сайжруулахын тулд камерын боловсруулалт
-
Тэсрэлт горим, автофокус, видео бичлэг хийх хурд
Хэрэглэгчийн камер нь гэрэл зураг, видео бичлэг, энгийн зураг авахад тохиромжтой. Гэвч тэдгээр нь ерөнхийдөө шинжлэх ухааны хяналттай орчинд шаардлагатай нарийвчлал, тогтвортой байдал, тохируулах чадваргүй байдаг.
Шинжлэх ухааны эсрэг хэрэглэгчийн камер: Техникийн гол ялгаа
| Онцлог | Шинжлэх ухааны камер | Хэрэглэгчийн камер |
| Мэдрэгчийн төрөл | CCD, EMCCD, sCMOS, өгөгдлийн бүрэн бүтэн байдлыг оновчтой болгох дэвшилтэт CMOS | Зургийн гоо зүйн хувьд оновчтой CMOS |
| Мэдрэмж ба дуу чимээ | Өндөр мэдрэмжтэй, унших чадвар бага, дулааны дуу чимээ | Бага мэдрэмжтэй, програм хангамжид суурилсан дуу чимээг бууруулах |
| Динамик хүрээ ба битийн гүн | Нарийн саарал өнгөөр ялгах өндөр динамик хүрээ | Дунд зэргийн динамик хүрээ, Харааны чанарт хангалттай |
| Өртөх хяналт | Өргөн хүрээний өртөлт (μs-ээс минут), нарийн цаг хугацаа, фрэймийн синхрончлолын хяналт | Автомат эсвэл хязгаарлагдмал гарын авлагын удирдлага |
| Frame Rate | Тохируулах боломжтой, гох синк хийх чадвартай | Тогтмол эсвэл хязгаарлагдмал тэсрэлт/фрэймийн хяналт |
| Өгөгдлийн гаралт | Шинжлэх ухааны програм хангамжид нийцсэн түүхий өгөгдөл, өндөр хурдны дамжуулалт (USB 3.0, GigE) | Шахсан формат (JPEG/HEIF), өгөгдлийн гаралтын хамгийн бага хяналт |
| Хэрэглээ | Микроскопи, одон орон судлал, спектроскопи, хагас дамжуулагчийн үзлэг, R&D | Гэрэл зураг, видео, энгийн хэрэглээ |
Мэдрэгчийн технологийн задаргаа
CCD (Цэнэглэгч төхөөрөмж)
-
Давуу тал: Дохионы уншилт жигд, уншилт багатай, удаан хугацааны турш ажиллахад маш сайн.
-
Сул тал: Унших хурд бага, эрчим хүчний хэрэглээ өндөр.
-
Хэрэглэх тохиолдол: Одон орон судлал, бага гэрлийн микроскоп.
EMCCD (Электрон үржүүлэх CCD)
-
Нэг фотоны үйл явдлыг илрүүлэхийн тулд олшруулах үе шатыг нэмдэг.
-
Тохиромжтой: Хэт бага гэрлийн дүрслэл (жишээлбэл, нэг молекулыг хянах, өндөр мэдрэмжтэй спектроскопи).
CMOS (Нэмэлт металл-оксид-хагас дамжуулагч)
● Өргөн хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг.
● Давуу тал: Цахилгаан бага зарцуулдаг, хурдан уншдаг, боломжийн үнэтэй.
● Хязгаарлалт: Дуу чимээ ихтэй, пикселийн хариу үйлдэл жигд бус (хэрэглэгчийн загварт).
Зарим үйлдвэрлэлийн болон шинжлэх ухааны CMOS мэдрэгчүүд нь машины хараа, бодит цагийн хяналт зэрэгт ашигладаг нарийвчилсан дүрслэлд зориулагдсан байдаг.
Жишээ:Tucsen-ийнTrueChrome 4K Pro микроскопын камернь CMOS мэдрэгч дээр суурилсан камер бөгөөд микроскопийн хэрэглээнд зориулж онцгой тод байдал, бодит цагийн 4K дүрслэлийг өгдөг.
sCMOS (шинжлэх ухааны CMOS)
-
CCD болон CMOS-ийн давуу талуудыг хослуулсан: өндөр хурд, дуу чимээ бага, өргөн динамик хүрээ.
-
Флюресцент микроскоп, цацрагийн профиль, хагас дамжуулагчийн үзлэг зэрэг орчин үеийн шинжлэх ухааны хэрэглээнд тохиромжтой.
Жишээ:Tucsen-ийнDhyana 400BSI V3 sCMOS камерХэт бага унших дуу чимээ, өндөр нарийвчлалтай, микроскопийн ажлын урсгалыг шаарддаг авсаархан загварыг санал болгодог.
Гүйцэтгэлийн талаар анхаарах зүйлс
Мэдрэмж ба дуу чимээ
Шинжлэх ухааны камерууд нь флюресцент эсвэл одон орон судлалд чухал ач холбогдолтой бага гэрлийн дохиог илрүүлэхийн тулд зургийн дуу чимээг (унших, дулааны болон харанхуй гүйдэл) дардаг. Хэрэглэгчийн камерууд нь ихэвчлэн бодит дохиог бүдгэрүүлдэг эсвэл гажуудуулдаг дуу чимээг бууруулах алгоритмд тулгуурладаг тул тоон шинжилгээ хийхэд тохиромжгүй болгодог.
Динамик хүрээ ба битийн гүн
Шинжлэх ухааны мэдрэгч нь илүү өндөр динамик хүрээний ачаар эрчим хүчний нарийн ялгааг барьж чаддаг. Энэ нь бүдэг дохио болон илүү тод шинж чанарыг ялгах боломжийг олгодог. Хэрэглэгчийн мэдрэгч нь хэмжилтийн үнэнч байдлыг бус харин тодосгогч, гадаад төрхөөр нь оновчтой болгосон.
Өртөх хяналт
Шинжлэх ухааны камерууд нь гох удирдлагатай микросекундээс олон минутын өртөх тохиргоог санал болгодог. Энэ нарийвчлал нь цаг хугацааны шийдэлтэй дүрслэл эсвэл урт хугацааны астрофотографийн хувьд чухал юм. Хэрэглэгчийн камер ийм нарийн хяналтыг ховорхон зөвшөөрдөг.
Хүрээний хурд ба синхрончлол
Шинжлэх ухааны камерууд нь техник хангамжийг идэвхжүүлэх, олон камерт синхрончлол хийх, өндөр хурдны зураг авалтыг тогтвортой фрэймийн хугацаатайгаар дэмждэг бөгөөд энэ нь амьд эсийн дүрслэл эсвэл машины харааны хувьд чухал юм. Хэрэглэгчийн камерууд нь энгийн хэрэглээнд зориулж харагдахуйц тааламжтай видео чанар, илүү хурдан хөшигний хурдыг чухалчилдаг.
Өгөгдлийн гаралт ба холболт
Шинжлэх ухааны камерууд нь шинжлэх ухааны боловсруулалтын бүрэн бүтэн байдлыг хангах үүднээс шахагдаагүй, түүхий өгөгдлийг өгдөг (ихэвчлэн USB 3.0, GigE эсвэл CoaXPress-ээр дамжуулан). Хэрэглэгчийн төхөөрөмжүүд нь камерын өнгө, гамма тохируулга бүхий шахсан форматыг гаргаж, ашиглахад хялбар байдлыг чухалчилдаг.
Нийтлэг хэрэглээ: Шинжлэх ухааны болон хэрэглэгчийн камер
Шинжлэх ухааны камерын хэрэглээ
●Амьдралын шинжлэх ухаан ба микроскопи: Өндөр нягтаршилтай, гэрэл багатай, эсийн процесст зориулсан цаг алдалгүй дүрслэл.
Эдгээр төрлийн камерууд гэх мэтмикроскопийн камерууд- ихэвчлэн флюресцент микроскопийн дэвшилтэт системүүдтэй нэгдсэн байдаг. Тэд биологийн сорьцын гэрэл цайруулах, фото гэмтлийг багасгахын тулд өндөр квантын үр ашиг, унших чимээ бага зэрэг өндөр мэдрэмжтэй гүйцэтгэлийг шаарддаг.
● Одон орон судлал:Урт хугацааны дүрслэл, нарны болон гаригийн спектроскопи, фотометрийн шинжилгээ.
● Спектроскопи:Ялгарал, шингээлт эсвэл Раман судалгаанд зориулж долгионы уртын өндөр нарийвчлалтай эрчмийг илрүүлэх.
● Цацрагийн профиль:Бодит цагийн санал хүсэлтийн тусламжтайгаар лазер туяаны хэлбэр, эрчмийн тархалтыг шинжлэх.
● Хагас дамжуулагчийн үзлэг:Өндөр нарийвчлалтай, дуу чимээ багатай, DUV мэдрэгч бүхий нано хэмжээний согог илрүүлэх.
Хэрэглэгчийн камерын програмууд
Үүний эсрэгээр, хэрэглэгчийн камер нь гоо зүйн шинж чанартай бөгөөд хэрэглэхэд хялбар байдаг. Ердийн хэрэглээ нь:
●Гэрэл зураг ба видео бичлэг: Үйл явдал, хөрөг зураг, аялал, амьдралын хэв маягийн зураг авалт.
●Нийгмийн сүлжээ: Дэлгэц дээр харуулахад оновчтой контент, нарийвчлалаас илүү харагдах байдлыг онцолсон.
●Ерөнхий баримт бичиг: Шинжлэх ухааны судалгаа биш, өдөр тутмын хэрэглээнд зориулсан энгийн зураг авах.
Та гайхалтай судалгаа хийх эсвэл өдөр тутмын нөхцөл байдлыг видео бичлэг хийхээс үл хамааран камер сонгох нь юунд зориулагдсан болохыг ойлгохоос эхэлдэг.
Дүгнэлт
Хэрэглэгчийн камерууд зургийг сайхан харагдуулахдаа гарамгай байдаг бол шинжлэх ухааны камерууд нь зургийг утга учиртай болгох зорилготой юм. Эдгээр нь галактикийн зураглал хийх, амьд эсийн доторх уургийг хянах, хагас дамжуулагчийг нано хэмжээстээр шалгах зэрэг нарийн даалгавруудад зориулагдсан нарийн багаж юм.
Эдгээр ялгааг ойлгох нь судлаачид, инженерүүд, хөгжүүлэгчдэд зөвхөн зураг авах төдийгүй гэрлээс үнэнийг гаргаж авах зөв дүрслэх хэрэгслийг сонгох боломжийг олгодог.
Түгээмэл асуултууд
Асуулт 1: Шинжлэх ухааны камер ба хэрэглэгчийн дижитал камерын гол ялгаа нь юу вэ?
Шинжлэх ухааны камерууд нь гэрлийг нарийн хэмжиж, хэмждэг бөгөөд мэдээллийн өндөр бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг. Хэрэглэгчийн камерууд нь ихэвчлэн автомат, гоо зүйн баримжаатай боловсруулалтыг ашиглан нүдэнд харагдахуйц сэтгэл татам зураг бүтээх зорилготой юм.
Асуулт 2: sCMOS нь CCD эсвэл энгийн CMOS-ээс юугаараа илүү вэ?
sCMOS нь дуу чимээ багатай, хурдан хурдтай, өндөр динамик хүрээтэй, орон зайн нягтаршилтай өвөрмөц хослолыг бий болгож, орчин үеийн шинжлэх ухааны олон ажлуудад тохиромжтой.
Асуулт 3: Яагаад шинжлэх ухааны камерыг хагас дамжуулагчийн үзлэгт ашигладаг вэ?
Эдгээр нь нягт хяналттай гэрэлтүүлэг, оптик нөхцөлд микро болон нано хэмжээний согогийг илрүүлэхэд шаардлагатай нарийвчлал, дуу чимээ багатай, долгионы уртын мэдрэмжийг санал болгодог.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан. Иш татахдаа эх сурвалжийг хүлээн зөвшөөрнө үү:www.tucsen.com
