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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(xiang)(xiang)機(ji)每次采集(ji)圖像的像素點數(Pixels),對于(yu)數字(zi)相(xiang)(xiang)機(ji)一(yi)般是直接(jie)與光電傳感器的像元(yuan)數對應(ying)的,對于(yu)模(mo)(mo)擬(ni)相(xiang)(xiang)機(ji)則(ze)是取決(jue)于(yu)視頻(pin)制式,PAL制為(wei)(wei)768*576,NTSC制為(wei)(wei)640*480,模(mo)(mo)擬(ni)相(xiang)(xiang)機(ji)已(yi)經(jing)(jing)逐步被數字(zi)相(xiang)(xiang)機(ji)代替,且分辨(bian)率(lv)已(yi)經(jing)(jing)達到(dao)6576*4384。

2、像素深度(Pixel Depth)

即(ji)每像素(su)數(shu)據的(de)位數(shu),一(yi)般常用的(de)是8Bit,對于數(shu)字相機機一(yi)般還會有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

相(xiang)機(ji)采集傳輸圖像的速率,對于面陣相(xiang)機(ji)一般為每(mei)秒采集的幀數(Frames/Sec.),對于線陣相(xiang)機(ji)為每(mei)秒采集的行數(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

對于線(xian)陣(zhen)相(xiang)(xiang)機都是逐行曝(pu)光的方(fang)式(shi),可以(yi)選擇固定(ding)行頻(pin)和外(wai)(wai)觸(chu)發(fa)同步的采集方(fang)式(shi),曝(pu)光時(shi)間(jian)可以(yi)與行周期一致,也可以(yi)設定(ding)一個(ge)固定(ding)的時(shi)間(jian);面陣(zhen)相(xiang)(xiang)機有幀曝(pu)光、場曝(pu)光和滾動行曝(pu)光等幾(ji)種常見方(fang)式(shi),數字相(xiang)(xiang)機一般(ban)都提供外(wai)(wai)觸(chu)發(fa)采圖的功能。快(kuai)門速度一般(ban)可到10微秒,高速相(xiang)(xiang)機還可以(yi)更快(kuai)。

5、像元尺寸(Pixel Size)

像(xiang)(xiang)元大(da)小(xiao)和像(xiang)(xiang)元數(分辨率)共(gong)同決定了(le)相(xiang)機(ji)靶面的大(da)小(xiao)。數字相(xiang)機(ji)像(xiang)(xiang)元尺(chi)寸為3μm~10μm,一般像(xiang)(xiang)元尺(chi)寸越小(xiao),制造難度越大(da),圖(tu)像(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)也越不容易提(ti)高。

6、光譜響應特性(Spectral Range)

是指該像元(yuan)傳感器對不同(tong)光波的敏感特性,一般(ban)響應范圍(wei)是350nm-1000nm,一些相機在靶面前加(jia)了一個濾鏡(jing),濾除紅外光線(xian),如果系統需(xu)要對紅外感光時可去掉(diao)該濾鏡(jing)。

7、接口類型

有(you)Camera Link接口(kou),以太網(wang)接口(kou),1394接口(kou)、USB接口(kou)輸出(chu),目前最新的接口(kou)有(you)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。那對于擁有這兩種(zhong)不同芯片(pian)的工業相機(ji)的工作原理是怎樣的呢?

1、CCD芯片相機

在感(gan)光(guang)像(xiang)點(dian)接(jie)受(shou)光(guang)照之后,感(gan)光(guang)元件(jian)產(chan)生(sheng)對(dui)(dui)應的(de)電(dian)流(liu),電(dian)流(liu)大(da)(da)(da)(da)小與光(guang)強對(dui)(dui)應,因(yin)此(ci)感(gan)光(guang)元件(jian)直接(jie)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)的(de)電(dian)信號(hao)是模(mo)擬(ni)的(de)。在CCD傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong),每一(yi)個感(gan)光(guang)元件(jian)都(dou)不對(dui)(dui)此(ci)作(zuo)(zuo)進一(yi)步的(de)處(chu)理(li)(li),而是將它直接(jie)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)到垂直寄存器(qi),傳(chuan)到水平寄存器(qi)中(zhong),后才能(neng)形(xing)成統一(yi)的(de)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)。由于感(gan)光(guang)元件(jian)無法(fa)直接(jie)進行模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)工(gong)作(zuo)(zuo),因(yin)此(ci)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)數(shu)據(ju)需(xu)要由CCD傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)的(de)放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器(qi)專門負(fu)責,經放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器(qi)處(chu)理(li)(li)之后,每個像(xiang)點(dian)的(de)電(dian)信號(hao)強度(du)(du)都(dou)獲(huo)得(de)同樣幅度(du)(du)的(de)加大(da)(da)(da)(da);因(yin)信號(hao)只通過一(yi)個放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器(qi)進行放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da),所以產(chan)生(sheng)的(de)噪點(dian)較少。但由于CCD本身(shen)無法(fa)將模(mo)擬(ni)信號(hao)直接(jie)轉(zhuan)換(huan)為(wei)數(shu)字信號(hao),因(yin)此(ci)還需(xu)要一(yi)個專門的(de)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)芯片(pian)進行處(chu)理(li)(li),終(zhong)以二進制數(shu)字圖像(xiang)矩陣的(de)形(xing)式輸(shu)出(chu)(chu)(chu)給專門的(de)DSP處(chu)理(li)(li)芯片(pian)。

2、CMOS芯片相機

CMOS傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)中每一個(ge)感(gan)(gan)光元件(jian)都(dou)直接(jie)整合了放大器(qi)(qi)和模(mo)數轉換(huan)(huan)邏輯(ji),當感(gan)(gan)光二極(ji)管(guan)接(jie)受光照(zhao)、產生(sheng)模(mo)擬(ni)的(de)電(dian)信(xin)號之后,電(dian)信(xin)號首先被該感(gan)(gan)光元件(jian)中的(de)放大器(qi)(qi)放大,然后直接(jie)轉換(huan)(huan)成(cheng)對應的(de)數字(zi)信(xin)號。但CMOS感(gan)(gan)光元件(jian)中的(de)放大器(qi)(qi)屬于(yu)模(mo)擬(ni)器(qi)(qi)件(jian),無(wu)法(fa)保(bao)證每個(ge)像點的(de)放大率都(dou)保(bao)持嚴格一致,圖像品(pin)質明(ming)顯(xian)低于(yu)CCD傳感(gan)(gan)器(qi)(qi),不過(guo)目前(qian)這(zhe)方(fang)面的(de)技術已(yi)大幅改善。

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