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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)機每次采(cai)集(ji)圖像(xiang)的像(xiang)素點(dian)數(Pixels),對于(yu)數字相(xiang)(xiang)機一般是(shi)直接與光(guang)電傳感器的像(xiang)元數對應(ying)的,對于(yu)模擬相(xiang)(xiang)機則(ze)是(shi)取(qu)決(jue)于(yu)視頻制(zhi)式,PAL制(zhi)為768*576,NTSC制(zhi)為640*480,模擬相(xiang)(xiang)機已經逐步(bu)被數字相(xiang)(xiang)機代替,且分辨率已經達(da)到6576*4384。

2、像素深度(Pixel Depth)

即每像素數(shu)據的位數(shu),一般常用的是8Bit,對于數(shu)字相(xiang)機(ji)機(ji)一般還會(hui)有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)采(cai)集(ji)(ji)傳輸圖像(xiang)的(de)速率,對(dui)于面陣相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)一般為(wei)每秒(miao)采(cai)集(ji)(ji)的(de)幀(zhen)數(shu)(Frames/Sec.),對(dui)于線陣相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)為(wei)每秒(miao)采(cai)集(ji)(ji)的(de)行數(shu)(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

對于線(xian)陣相機都是逐行曝光(guang)(guang)的(de)方式,可(ke)(ke)以(yi)(yi)選擇固定行頻和(he)外觸發同(tong)步的(de)采(cai)集方式,曝光(guang)(guang)時間可(ke)(ke)以(yi)(yi)與行周期一(yi)(yi)致,也可(ke)(ke)以(yi)(yi)設(she)定一(yi)(yi)個固定的(de)時間;面陣相機有幀曝光(guang)(guang)、場曝光(guang)(guang)和(he)滾(gun)動行曝光(guang)(guang)等(deng)幾種常見方式,數字相機一(yi)(yi)般都提供外觸發采(cai)圖(tu)的(de)功能(neng)。快(kuai)門速(su)度一(yi)(yi)般可(ke)(ke)到(dao)10微(wei)秒,高速(su)相機還(huan)可(ke)(ke)以(yi)(yi)更快(kuai)。

5、像元尺寸(Pixel Size)

像元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)大(da)小和(he)像元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)數(shu)(分(fen)辨率)共同(tong)決定了相(xiang)(xiang)機靶(ba)面的大(da)小。數(shu)字(zi)相(xiang)(xiang)機像元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)尺(chi)寸為3μm~10μm,一般(ban)像元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)尺(chi)寸越(yue)小,制(zhi)造難度(du)越(yue)大(da),圖像質量也(ye)越(yue)不容易提高。

6、光譜響應特性(Spectral Range)

是指該(gai)像(xiang)元傳感器對(dui)不同(tong)光波(bo)的敏感特性,一(yi)(yi)般響應范圍是350nm-1000nm,一(yi)(yi)些(xie)相機在(zai)靶面前加了一(yi)(yi)個(ge)濾(lv)鏡,濾(lv)除紅外(wai)光線,如果(guo)系統需(xu)要(yao)對(dui)紅外(wai)感光時可去掉該(gai)濾(lv)鏡。

7、接口類型

有(you)Camera Link接(jie)口,以太網接(jie)口,1394接(jie)口、USB接(jie)口輸出,目前最新的接(jie)口有(you)CoaXPress接(jie)口。

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(dui)于(yu)擁(yong)有這(zhe)兩(liang)種不同(tong)芯片(pian)的工(gong)業(ye)相機的工(gong)作原(yuan)理是怎樣的呢?

1、CCD芯片相機

在(zai)感(gan)(gan)(gan)(gan)光像點(dian)接(jie)(jie)受光照(zhao)之后(hou),感(gan)(gan)(gan)(gan)光元件產生(sheng)對(dui)應的(de)(de)(de)(de)電流,電流大(da)(da)小(xiao)與(yu)光強對(dui)應,因(yin)此感(gan)(gan)(gan)(gan)光元件直(zhi)接(jie)(jie)輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)電信號(hao)是(shi)模擬的(de)(de)(de)(de)。在(zai)CCD傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)中,每(mei)一(yi)個(ge)感(gan)(gan)(gan)(gan)光元件都不對(dui)此作進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li),而是(shi)將(jiang)它(ta)直(zhi)接(jie)(jie)輸(shu)出(chu)到垂直(zhi)寄存器(qi),傳到水平寄存器(qi)中,后(hou)才能形成(cheng)統一(yi)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)。由(you)于(yu)(yu)感(gan)(gan)(gan)(gan)光元件無法直(zhi)接(jie)(jie)進行模數轉換工(gong)作,因(yin)此輸(shu)出(chu)數據需(xu)要由(you)CCD傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)中的(de)(de)(de)(de)放(fang)大(da)(da)器(qi)專(zhuan)(zhuan)門(men)負責,經放(fang)大(da)(da)器(qi)處(chu)理(li)之后(hou),每(mei)個(ge)像點(dian)的(de)(de)(de)(de)電信號(hao)強度(du)都獲得同樣(yang)幅(fu)度(du)的(de)(de)(de)(de)加大(da)(da);因(yin)信號(hao)只(zhi)通過一(yi)個(ge)放(fang)大(da)(da)器(qi)進行放(fang)大(da)(da),所以產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)噪點(dian)較少。但由(you)于(yu)(yu)CCD本身無法將(jiang)模擬信號(hao)直(zhi)接(jie)(jie)轉換為數字信號(hao),因(yin)此還需(xu)要一(yi)個(ge)專(zhuan)(zhuan)門(men)的(de)(de)(de)(de)模數轉換芯(xin)片進行處(chu)理(li),終以二進制數字圖(tu)像矩陣的(de)(de)(de)(de)形式輸(shu)出(chu)給專(zhuan)(zhuan)門(men)的(de)(de)(de)(de)DSP處(chu)理(li)芯(xin)片。

2、CMOS芯片相機

CMOS傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)每(mei)一個(ge)感(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)都直接整(zheng)合了放(fang)(fang)(fang)大器(qi)(qi)(qi)和(he)模數(shu)轉換邏(luo)輯,當感(gan)(gan)光(guang)(guang)二極管接受(shou)光(guang)(guang)照、產(chan)生模擬的(de)電(dian)(dian)信(xin)號之(zhi)后(hou),電(dian)(dian)信(xin)號首先被該(gai)感(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)中(zhong)的(de)放(fang)(fang)(fang)大器(qi)(qi)(qi)放(fang)(fang)(fang)大,然后(hou)直接轉換成對應的(de)數(shu)字信(xin)號。但(dan)CMOS感(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)中(zhong)的(de)放(fang)(fang)(fang)大器(qi)(qi)(qi)屬(shu)于(yu)模擬器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian),無法保證每(mei)個(ge)像點的(de)放(fang)(fang)(fang)大率都保持(chi)嚴格一致,圖像品質明(ming)顯(xian)低(di)于(yu)CCD傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),不過目(mu)前(qian)這方面的(de)技(ji)術已大幅改善。

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