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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(ji)(ji)(ji)每(mei)次采集圖(tu)像(xiang)的(de)像(xiang)素點(dian)數(shu)(shu)(Pixels),對(dui)于(yu)數(shu)(shu)字相機(ji)(ji)(ji)一(yi)般(ban)是直(zhi)接與光電傳感器的(de)像(xiang)元數(shu)(shu)對(dui)應的(de),對(dui)于(yu)模(mo)擬相機(ji)(ji)(ji)則是取決(jue)于(yu)視頻制式,PAL制為768*576,NTSC制為640*480,模(mo)擬相機(ji)(ji)(ji)已經(jing)逐步被數(shu)(shu)字相機(ji)(ji)(ji)代(dai)替,且分辨率已經(jing)達到6576*4384。

2、像素深度(Pixel Depth)

即(ji)每像素數(shu)據的位(wei)數(shu),一般常用(yong)的是8Bit,對于數(shu)字(zi)相機(ji)(ji)機(ji)(ji)一般還會有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

相機采集傳輸圖像的速率,對(dui)于(yu)面陣相機一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.),對(dui)于(yu)線陣相機為每秒采集的行數(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

對于線(xian)陣相(xiang)機(ji)(ji)都(dou)是(shi)逐行(xing)曝(pu)光的(de)方式(shi),可(ke)以選擇固定行(xing)頻(pin)和外觸發同步(bu)的(de)采集方式(shi),曝(pu)光時間可(ke)以與(yu)行(xing)周期(qi)一致(zhi),也(ye)可(ke)以設(she)定一個固定的(de)時間;面陣相(xiang)機(ji)(ji)有幀曝(pu)光、場曝(pu)光和滾動(dong)行(xing)曝(pu)光等幾種(zhong)常見方式(shi),數字(zi)相(xiang)機(ji)(ji)一般(ban)都(dou)提供外觸發采圖(tu)的(de)功能。快門速(su)度一般(ban)可(ke)到(dao)10微秒(miao),高(gao)速(su)相(xiang)機(ji)(ji)還(huan)可(ke)以更快。

5、像元尺寸(Pixel Size)

像(xiang)元(yuan)大小和像(xiang)元(yuan)數(分辨率(lv))共同(tong)決定了相(xiang)機靶(ba)面的大小。數字相(xiang)機像(xiang)元(yuan)尺(chi)寸(cun)為3μm~10μm,一般像(xiang)元(yuan)尺(chi)寸(cun)越小,制造難度越大,圖(tu)像(xiang)質(zhi)量也越不容易(yi)提高(gao)。

6、光譜響應特性(Spectral Range)

是指該像元傳(chuan)感器對不同光(guang)波的敏感特性(xing),一般響應范圍(wei)是350nm-1000nm,一些相機(ji)在(zai)靶面前(qian)加了一個濾鏡(jing),濾除(chu)紅外光(guang)線,如果系(xi)統需(xu)要對紅外感光(guang)時(shi)可去掉該濾鏡(jing)。

7、接口類型

有(you)Camera Link接口(kou)(kou),以太網接口(kou)(kou),1394接口(kou)(kou)、USB接口(kou)(kou)輸出,目前最新(xin)的接口(kou)(kou)有(you)CoaXPress接口(kou)(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(zhe)兩種不(bu)同芯(xin)片的(de)(de)(de)工業相機的(de)(de)(de)工作原理是怎樣(yang)的(de)(de)(de)呢?

1、CCD芯片相機

在(zai)感(gan)光像點接受光照之(zhi)后(hou),感(gan)光元件(jian)產生對(dui)(dui)應的電(dian)流(liu),電(dian)流(liu)大(da)小與光強對(dui)(dui)應,因(yin)(yin)此感(gan)光元件(jian)直(zhi)接輸(shu)(shu)(shu)出的電(dian)信(xin)(xin)號(hao)是(shi)(shi)模擬(ni)的。在(zai)CCD傳感(gan)器(qi)中,每(mei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)感(gan)光元件(jian)都(dou)不對(dui)(dui)此作進(jin)(jin)一(yi)步的處(chu)(chu)理(li)(li),而是(shi)(shi)將(jiang)它(ta)直(zhi)接輸(shu)(shu)(shu)出到(dao)(dao)垂(chui)直(zhi)寄存(cun)器(qi),傳到(dao)(dao)水平寄存(cun)器(qi)中,后(hou)才能形成統一(yi)的輸(shu)(shu)(shu)出。由于感(gan)光元件(jian)無(wu)法直(zhi)接進(jin)(jin)行(xing)模數(shu)轉換(huan)工作,因(yin)(yin)此輸(shu)(shu)(shu)出數(shu)據(ju)需要由CCD傳感(gan)器(qi)中的放大(da)器(qi)專門(men)負責,經放大(da)器(qi)處(chu)(chu)理(li)(li)之(zhi)后(hou),每(mei)個(ge)(ge)(ge)像點的電(dian)信(xin)(xin)號(hao)強度都(dou)獲得同樣幅度的加大(da);因(yin)(yin)信(xin)(xin)號(hao)只通過一(yi)個(ge)(ge)(ge)放大(da)器(qi)進(jin)(jin)行(xing)放大(da),所以產生的噪(zao)點較少。但由于CCD本身無(wu)法將(jiang)模擬(ni)信(xin)(xin)號(hao)直(zhi)接轉換(huan)為數(shu)字信(xin)(xin)號(hao),因(yin)(yin)此還需要一(yi)個(ge)(ge)(ge)專門(men)的模數(shu)轉換(huan)芯片進(jin)(jin)行(xing)處(chu)(chu)理(li)(li),終以二進(jin)(jin)制(zhi)數(shu)字圖像矩陣(zhen)的形式輸(shu)(shu)(shu)出給專門(men)的DSP處(chu)(chu)理(li)(li)芯片。

2、CMOS芯片相機

CMOS傳感器(qi)中每(mei)一個感光(guang)元件都(dou)直(zhi)接整合(he)了放大(da)器(qi)和模(mo)數(shu)轉換(huan)邏輯,當感光(guang)二極管接受光(guang)照、產生模(mo)擬的電信(xin)(xin)號(hao)之后,電信(xin)(xin)號(hao)首先被該感光(guang)元件中的放大(da)器(qi)放大(da),然后直(zhi)接轉換(huan)成(cheng)對應的數(shu)字信(xin)(xin)號(hao)。但CMOS感光(guang)元件中的放大(da)器(qi)屬于模(mo)擬器(qi)件,無法保(bao)證每(mei)個像點的放大(da)率都(dou)保(bao)持嚴格一致,圖像品質明(ming)顯低于CCD傳感器(qi),不(bu)過目前這(zhe)方面(mian)的技術已大(da)幅改善。

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