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工業數字相機主要參數 工業相機的工作原理

本文章由注冊用戶 天空之城 上傳提供 2023-06-17 評論 0
摘要:工業數字相機又俗稱攝像機,主要用于工業方面,用來做視覺檢測、尺寸測量、安防監控等。工業數字相機主要參數包括分辨率、像素深度、最大幀率、曝光方式、像元尺寸、光譜響應特性和接口類型。下面來了解下工業相機的主要參數以及工作原理。

一、工業數字相機主要參數

1、分辨率(Resolution)

相機每次采(cai)集圖像(xiang)的(de)像(xiang)素點數(shu)(Pixels),對于(yu)數(shu)字相機一般是(shi)直接與光電傳感器(qi)的(de)像(xiang)元數(shu)對應(ying)的(de),對于(yu)模擬相機則是(shi)取決于(yu)視頻制式,PAL制為(wei)(wei)768*576,NTSC制為(wei)(wei)640*480,模擬相機已經(jing)逐步(bu)被數(shu)字相機代替,且分(fen)辨率已經(jing)達到6576*4384。

2、像素深度(Pixel Depth)

即每像素(su)數(shu)(shu)據的位數(shu)(shu),一般常用的是8Bit,對于數(shu)(shu)字(zi)相機機一般還(huan)會有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

相(xiang)機采集傳輸圖像(xiang)的速(su)率,對于(yu)面陣(zhen)相(xiang)機一(yi)般為每秒(miao)采集的幀數(Frames/Sec.),對于(yu)線(xian)陣(zhen)相(xiang)機為每秒(miao)采集的行(xing)數(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

對于線陣相(xiang)機都(dou)(dou)是逐行(xing)曝(pu)光的(de)(de)方(fang)式(shi)(shi),可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)選擇固(gu)定行(xing)頻(pin)和(he)外觸(chu)發同步的(de)(de)采集方(fang)式(shi)(shi),曝(pu)光時(shi)間(jian)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)與行(xing)周期(qi)一(yi)(yi)致(zhi),也可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)設定一(yi)(yi)個固(gu)定的(de)(de)時(shi)間(jian);面陣相(xiang)機有(you)幀曝(pu)光、場曝(pu)光和(he)滾動(dong)行(xing)曝(pu)光等(deng)幾(ji)種(zhong)常見方(fang)式(shi)(shi),數(shu)字(zi)相(xiang)機一(yi)(yi)般(ban)都(dou)(dou)提供外觸(chu)發采圖的(de)(de)功(gong)能。快(kuai)門速(su)度一(yi)(yi)般(ban)可(ke)(ke)到10微秒(miao),高速(su)相(xiang)機還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)更快(kuai)。

5、像元尺寸(Pixel Size)

像(xiang)(xiang)(xiang)元大(da)小(xiao)和(he)像(xiang)(xiang)(xiang)元數(分辨率)共(gong)同(tong)決(jue)定了(le)相(xiang)機靶(ba)面的(de)大(da)小(xiao)。數字相(xiang)機像(xiang)(xiang)(xiang)元尺寸為3μm~10μm,一般(ban)像(xiang)(xiang)(xiang)元尺寸越(yue)小(xiao),制造(zao)難度(du)越(yue)大(da),圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)質量也越(yue)不容易提高。

6、光譜響應特性(Spectral Range)

是(shi)指該像元傳感器對不同(tong)光(guang)波的敏(min)感特(te)性,一般(ban)響應范圍是(shi)350nm-1000nm,一些相機在靶面(mian)前(qian)加了一個濾(lv)鏡,濾(lv)除紅外(wai)光(guang)線(xian),如果(guo)系統需要對紅外(wai)感光(guang)時可去掉該濾(lv)鏡。

7、接口類型

有Camera Link接口(kou),以(yi)太網(wang)接口(kou),1394接口(kou)、USB接口(kou)輸出,目前最新的接口(kou)有CoaXPress接口(kou)。

該圖片由注冊用戶"天空之城"提供,版權聲明反饋

二、工業相機的工作原理

工業相機又俗稱工業攝像機,相比于傳統的民用相機(攝像機)而言,它具有高的圖像穩定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,市面上工業相機大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相機。那(nei)對于擁有這兩種不同芯(xin)片的工業相機的工作(zuo)原理是怎樣的呢?

1、CCD芯片相機

在感光(guang)(guang)像點(dian)接受(shou)光(guang)(guang)照之后,感光(guang)(guang)元件(jian)(jian)產生對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)電流,電流大(da)(da)小與光(guang)(guang)強(qiang)對(dui)應(ying),因此(ci)感光(guang)(guang)元件(jian)(jian)直(zhi)接輸(shu)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)電信(xin)號是模擬的(de)(de)(de)。在CCD傳(chuan)感器(qi)(qi)中(zhong),每一個感光(guang)(guang)元件(jian)(jian)都不對(dui)此(ci)作(zuo)進一步(bu)的(de)(de)(de)處(chu)理,而是將它直(zhi)接輸(shu)出(chu)(chu)到垂直(zhi)寄存器(qi)(qi),傳(chuan)到水平(ping)寄存器(qi)(qi)中(zhong),后才能形成統(tong)一的(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)。由于(yu)感光(guang)(guang)元件(jian)(jian)無法直(zhi)接進行(xing)模數轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)工作(zuo),因此(ci)輸(shu)出(chu)(chu)數據需(xu)要由CCD傳(chuan)感器(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)放大(da)(da)器(qi)(qi)專門(men)負(fu)責,經放大(da)(da)器(qi)(qi)處(chu)理之后,每個像點(dian)的(de)(de)(de)電信(xin)號強(qiang)度都獲得同(tong)樣幅度的(de)(de)(de)加大(da)(da);因信(xin)號只通(tong)過一個放大(da)(da)器(qi)(qi)進行(xing)放大(da)(da),所以產生的(de)(de)(de)噪(zao)點(dian)較少。但由于(yu)CCD本身無法將模擬信(xin)號直(zhi)接轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)為數字(zi)信(xin)號,因此(ci)還(huan)需(xu)要一個專門(men)的(de)(de)(de)模數轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)芯片(pian)進行(xing)處(chu)理,終(zhong)以二進制數字(zi)圖像矩(ju)陣(zhen)的(de)(de)(de)形式輸(shu)出(chu)(chu)給(gei)專門(men)的(de)(de)(de)DSP處(chu)理芯片(pian)。

2、CMOS芯片相機

CMOS傳(chuan)感器(qi)(qi)中(zhong)每一個感光(guang)元(yuan)(yuan)件都直接整合了放大(da)器(qi)(qi)和模(mo)數(shu)轉換(huan)邏輯(ji),當感光(guang)二(er)極管接受(shou)光(guang)照、產生(sheng)模(mo)擬的(de)(de)電(dian)信號之后,電(dian)信號首(shou)先被(bei)該(gai)感光(guang)元(yuan)(yuan)件中(zhong)的(de)(de)放大(da)器(qi)(qi)放大(da),然(ran)后直接轉換(huan)成(cheng)對應的(de)(de)數(shu)字信號。但CMOS感光(guang)元(yuan)(yuan)件中(zhong)的(de)(de)放大(da)器(qi)(qi)屬于(yu)模(mo)擬器(qi)(qi)件,無法保證每個像(xiang)點的(de)(de)放大(da)率(lv)都保持嚴格一致,圖像(xiang)品質明顯低于(yu)CCD傳(chuan)感器(qi)(qi),不(bu)過目前這(zhe)方面(mian)的(de)(de)技術已大(da)幅改善。

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