CELERA 
series
Ottieni di più dalla luce
I sensori digitali standard catturano l'intensità della luce e la sua lunghezza d'onda per ogni pixel: tuttavia, alcune applicazioni richiedono il controllo della luce polarizzata per ottenere informazioni rilevanti, impossibili da ottenere con i normali sensori.
Alkeria ha sviluppato CELERA P, un nuovo modello di fotocamera dotato di uno speciale sensore di immagine polarizzato che elimina la necessità di filtri polarizzatori esterni.
Grazie alla sua esclusiva matrice di filtri polarizzatori sovrapposta ai pixel del sensore, CELERA P combina la facilità d'uso delle telecamere Alkeria USB3, le capacità avanzate di imaging polarizzato e l'esclusiva modalità FusionView.
Basata sulla piattaforma dual-USB3 delle telecamere CELERA, CELERA P è in grado di raggiungere fino a 152 fps processando più di 200 milioni di vettori ogni secondo. Grazie alla sua potente architettura FPGA infatti, CELERA P può analizzare l’angolo di polarizzazione della luce direttamente a bordo camera, senza sovraccaricare il computer.
Perchè la luce polarizzata?
La luce è una radiazione elettromagnetica caratterizzata dalla sua intensità, frequenza, direzione di propagazione e polarizzazione. Quest’ultima esprime le proprietà geometriche dell’oscillazione d’onda: un’onda luminosa che oscilla in un unico piano si dice linearmente polarizzata.
La luce polarizzata è fondamentale in tutte quelle applicazioni dove è necessario ispezionare oggetti realizzati su superfici trasparenti o altamente riflettenti, come vetro, plastica o metallo. In questi casi è possibile ridurre i riflessi filtrando tutte le onde luminose non necessarie, raccogliendo solo le informazioni essenziali da angoli di polarizzazione predefiniti.
La luce polarizzata può inoltre facilitare tutte quelle applicazioni dove è necessario ispezionare superfici curve, oggetti a basso contrasto, rilevare tensioni interne, particelle o graffi in materiali trasparenti, e così via.
image by Fffred via Wikipedia CC BY-SA 3.0
Sensore polarizzato o filtro?
Le camere standard con sensori monocromatici o a colori sono in grado di misurare solo l’intensità di luce e la lunghezza d’onda: non sono in grado di rilevare gli stati di polarizzazione della luce.
Per ottenere informazioni sulla polarizzazione della luce, è necessario l’utilizzo di filtri speciali.
I filtri polarizzati assorbono tutti le componenti della luce con angoli casuali, permettendo il passaggio solo della luce con uno specifico angolo di polarizzazione. Questi filtri sono di solito montati sulla lente frontale degli obiettivi: per cambiare i parametri di acquisizione della polarizzazione, è quindi necessario cambiare manualmente l’orientamento del filtro.
SONY ha sviluppato un sensore global shutter, caratterizzato da una matrice di filtri polarizzatori inserita tra i pixel e le micro-lenti. Ogni pixel è provvisto di un filtro polarizzatore dedicato. Questi filtri sono orientati a 0°, 45°, 90° e 135° e organizzati in un insieme di pixel 2x2, chiamato superpixel.
Grazie a questa tecnologia, il sensore della telecamera acquisisce direttamente i dati sulla polarizzazione della luce senza bisogno di ulteriori filtri sulle lenti, riducendo quindi la complessità del sistema di visione.
La tecnologia del sensore polarizzatore
Grazie alla speciale matrice di filtri polarizzatori applicata sul sensore, ogni superpixel è in grado di acquisire contemporaneamente quattro diversi angoli di polarizzazione. Sulla base delle informazioni acquisite da ciascuno dei quattro pixel, uno speciale algoritmo di interpolazione è in grado di estrarre dati anche per tutti gli angoli intermedi, ottenendo lo stesso risultato che si avrebbe ruotando un filtro polarizzatore standard.
Questa soluzione è la chiave per ottenere anche parametri più complessi come il Grado di Polarizzazione Lineare (DoLP), una stima della quantità di luce polarizzata, e l’Angolo di Polarizzazione Lineare (AoLP), una stima dell’angolo di polarizzazione della luce.
Dato che una semplice immagine monocromatica non è adatta per visualizzare informazioni come AoLP e DoLP, abbiamo sviluppato una funzionalità avanzata per le nostre telecamere: FusionView. FusionView è una funzione esclusiva, disponibile solo su CELERA P: permette di mappare AoLP e DoLP all’interno di uno spazio colore HSV. L’angolo di polarizzazione viene associato a diversi valori di tinta (Hue), il grado di polarizzazione a livelli di saturazione, il tutto sovrapposto ad un’immagine monocromatica standard.
FusionView in azione
Funzionalità di CELERA P
- AoLP: Angolo di polarizzazione lineare
- DoLP: Grado di polarizzazione lineare
- Parametri di Stokes
- Angolo di polarizzazione virtuale (ottenuto tramite un algoritmo dedicato)
- Flussi di video paralleli dalla stessa immagine RAW
- 4 angoli di polarizzazione rilevati per ogni superpixel
- Algoritmo di riduzione dei riflessi
Accessori
CELERA P è dotata di serie di un adattatore per lenti C-mount.
Altri accessori, disponibili su richiesta, sono:
Caratteristiche
- Sensore di immagine polarizzato
- Architettura FPGA
- FusionView
- Design compatto e robusto
- I/O versatili
- Triggering avanzato
Sensore di immagine polarizzato
SONY Pregius IMX250MZR è un sensore global shutter da 5 MP con capacità uniche di imaging. È infatti dotato di una matrice di filtri polarizzati inserita tra i pixel e le micro-lenti: grazie a questa tecnologia, il sensore della telecamera può acquisire direttamente i dati sulla polarizzazione della luce senza alcun filtro aggiuntivo.
Architettura FPGA
Grazie alla sua potente architettura FPGA, CELERA P è in grado di raggiungere fino a 152 fps processando più di 200 milioni di vettori ogni secondo.
FusionView
FusionView è una funzione esclusiva, disponibile solo su CELERA P: permette di mappare AoLP e DoLP all’interno di uno spazio colore HSV, fornendo un’anteprima intuitiva di queste proprietà della luce.
Design compatto e robusto
Il suo case compatto e leggero, realizzato dal pieno in alluminio, permette di avere la massima flessibilità di installazione, anche in ambienti con spazi limitati.
I/O versatili
Con 2 input e 2 output e 1 I/O, la serie CELERA P offre una flessibilità senza precedenti nell'interfaccia verso dispositivi esterni: impostare il line triggering, la lettura diretta degli encoder o un'illuminazione pulsata non è mai stato così facile.
TRIGGERING AVANZATO
Con le telecamere CELERA P, gli utenti possono scegliere tra molti meccanismi di triggering. L'acquisizione può essere controllata dalla posizione dell'encoder, dai fronti in salita o discesa di un segnale digitale, o dai suoi livelli logici. Inoltre i segnali di triggering in ingresso possono essere elaborati internamente e combinati in maniera evoluta per gestire anche le applicazioni più complesse.
Specifiche tecniche
| Modello | C5S-MP |
|---|---|
| Risoluzione | 2464 x 2056 |
| Sensore | SONY Pregius® IMX 250 MZR |
| Formato | 2/3 " |
| Dim. pixel | 3.45 µm x 3.45 µm |
| Colore / Mono | Mono Polarized |
| Max Frame Rate | 152 fps |
| Formato Pixel | MONO8/16, RAW8/16, RGB24 |
| Conversione A/D | 8, 10, 12 bits |
| Sicronizzazione | External trigger, software trigger |
| Tempi | 17 µs ÷ 5 s (global shutter) |
| Readout | Normal, AOI, frame combiner |
| Alimentazione | < 3 W, powered by USB3 interface |
| Inputs / Outputs | 2 in (direct encoder interface), 2 out, 1 I/O (RS422, RS644 LVDS, LVTTL) |
| Adattatori | C-mount, F-mount (optional) |
| Interfaccia | 2 x USB 3.2 Gen 1x1 |
| Peso | < 150 g (with C-mount adapter) |
| Dimensioni | 56 mm x 56 mm x 38.3 mm (with C-mount adapter) |
| Certificazioni | CE, RoHS, FCC, IC |
| Controlli | Shutter, gain, LUT, Virtual Angle, FusionView |
| Temperatura d'esercizio | 0 ÷ 50 °C |
DISEGNI TECNICI
Le specifiche dei sensori (monocromatici e a colori) sono ricavate dai documenti tecnici dei produttori, escludendo lenti e filtri. Tutte le dimensioni sono espresse in millimetri.
Le specifiche tecniche della telecamera possono variare senza preavviso.
