基于linlog技術(shù)擴展傳感器動(dòng)態(tài)范圍的高速相機

在photonfocus linlog技術(shù)誕生之前，市面上常規工業(yè)相機的感光芯片（CCD or CMOS）的量子積分時(shí)間響應都是線(xiàn)性的，其動(dòng)態(tài)范圍主要取決于感光芯片像素的最小信噪比和最大滿(mǎn)阱容量這兩種參數。常規工業(yè)相機的動(dòng)態(tài)范圍在40dB到60dB之間，人眼的動(dòng)態(tài)范圍是對數性的，動(dòng)態(tài)范圍可達180dB，即1,000,000,000:1，是一套天然的優(yōu)異的視覺(jué)系統。

在焊接檢測，強光背景的入侵檢測，大動(dòng)態(tài)范圍圖像獲取應用下，一款大動(dòng)態(tài)范圍的高速相機是非常必要的。

隨后，當第一個(gè)具有對數響應特性的CMOS圖像傳感器出現時(shí)讓業(yè)界非常興奮，它主要由光敏二極管、負載管、源跟隨器和行選通管組成，負載管柵極有一恒定偏置電壓，該像素單元輸出信號與入射光信號強度呈對數關(guān)系。但是，對數響應特性的CMOS圖像傳感器也存在一定缺陷：

1) 無(wú)整體電子快門(mén)（無(wú)法獲取高速運動(dòng)圖像）、

2) 圖像遲滯效應（無(wú)法在視場(chǎng)變化劇烈中應用）、

3) 溫度效應（熱穩定性差，需要校準）。

Photonfocus大動(dòng)態(tài)范圍高速相機采用其專(zhuān)利Linlog技術(shù)能夠完全克服上述缺陷，global shutter的像素電子快門(mén)可以獲取高速運動(dòng)中的圖像；電荷存儲區獨立的復位電極可以消除圖像遲滯效應；Linlog技術(shù)：只壓縮圖像接近飽和及飽和區域的響應，保留圖像在低照度區域的靈敏度和線(xiàn)性，保證低照度區域圖像的質(zhì)量，擴展整個(gè)傳感器的動(dòng)態(tài)范圍，可達120dB，在業(yè)界處于獨一無(wú)二的領(lǐng)先地位。

圖一photonfocus Linlog時(shí)間響應曲線(xiàn)

說(shuō)明：圖一為photonfocus Linlog技術(shù)響應曲線(xiàn)，從圖中發(fā)現采用Linlog技術(shù)隨著(zhù)光照強度增大，灰度值變化明顯比線(xiàn)性響應變化緩，采用Linlog技術(shù)的CMOS相機在高亮度區域能提高圖像的視覺(jué)效果，且可以根據實(shí)際的應用環(huán)境和檢測的要求來(lái)調整Linlog參數以獲得最優(yōu)質(zhì)高亮度圖像。

1. Photonfocus大動(dòng)態(tài)范圍高速相機拍攝案例a

圖三使用photonfocus Linlog技術(shù)拍攝

說(shuō)明：圖二是不使用photonfocus Linlog技術(shù)相機在獲取窗戶(hù)亮度圖像，從圖中可以發(fā)現窗戶(hù)外的景象完全看不到；圖三是在使用Linlog技術(shù)獲取窗戶(hù)高亮度圖像，窗戶(hù)外的景象可以看清。通過(guò)兩圖中窗戶(hù)高亮度區所獲得圖像對比，發(fā)現使用Linlog技術(shù)拍攝在高亮度區域仍能獲取清楚的圖像。