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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)機(ji)每次(ci)采集圖像的像素點數(shu)(shu)(Pixels),對于(yu)數(shu)(shu)字相(xiang)機(ji)一般是直接與(yu)光(guang)電傳感器的像元數(shu)(shu)對應(ying)的,對于(yu)模(mo)擬(ni)相(xiang)機(ji)則(ze)是取決于(yu)視頻(pin)制(zhi)式,PAL制(zhi)為768*576,NTSC制(zhi)為640*480,模(mo)擬(ni)相(xiang)機(ji)已經逐步被數(shu)(shu)字相(xiang)機(ji)代替(ti),且(qie)分辨率已經達到6576*4384。

2、像素深度(Pixel Depth)

即每像素(su)數(shu)據的(de)位(wei)數(shu),一(yi)(yi)般常(chang)用(yong)的(de)是8Bit,對于數(shu)字相機(ji)機(ji)一(yi)(yi)般還會(hui)有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

相機(ji)采(cai)(cai)集(ji)傳輸圖像的(de)速率,對于面(mian)陣相機(ji)一(yi)般為每秒采(cai)(cai)集(ji)的(de)幀數(shu)(Frames/Sec.),對于線陣相機(ji)為每秒采(cai)(cai)集(ji)的(de)行數(shu)(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

對于線陣相(xiang)機都是逐行曝(pu)光(guang)的(de)(de)方式,可(ke)以(yi)選(xuan)擇固定行頻和外觸發同步的(de)(de)采集方式,曝(pu)光(guang)時間可(ke)以(yi)與行周(zhou)期一(yi)致,也(ye)可(ke)以(yi)設(she)定一(yi)個固定的(de)(de)時間;面陣相(xiang)機有幀(zhen)曝(pu)光(guang)、場曝(pu)光(guang)和滾動行曝(pu)光(guang)等(deng)幾種常(chang)見(jian)方式,數字相(xiang)機一(yi)般(ban)都提供外觸發采圖的(de)(de)功能。快(kuai)(kuai)門速度一(yi)般(ban)可(ke)到10微秒,高速相(xiang)機還可(ke)以(yi)更快(kuai)(kuai)。

5、像元尺寸(Pixel Size)

像(xiang)(xiang)(xiang)元(yuan)大小和(he)像(xiang)(xiang)(xiang)元(yuan)數(分辨(bian)率(lv))共同決定了(le)相(xiang)機靶面的(de)大小。數字相(xiang)機像(xiang)(xiang)(xiang)元(yuan)尺寸為3μm~10μm,一(yi)般像(xiang)(xiang)(xiang)元(yuan)尺寸越(yue)小,制造(zao)難度(du)越(yue)大,圖像(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)量也越(yue)不容(rong)易(yi)提高。

6、光譜響應特性(Spectral Range)

是(shi)指該像元傳感器對不同光波的敏(min)感特性,一般響應范圍是(shi)350nm-1000nm,一些相機在靶(ba)面前加了一個濾(lv)鏡,濾(lv)除紅外(wai)光線,如果系統需要對紅外(wai)感光時可(ke)去掉該濾(lv)鏡。

7、接口類型

有(you)Camera Link接(jie)(jie)口(kou),以太網(wang)接(jie)(jie)口(kou),1394接(jie)(jie)口(kou)、USB接(jie)(jie)口(kou)輸出,目前最新的(de)接(jie)(jie)口(kou)有(you)CoaXPress接(jie)(jie)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(yong)有這兩種不同芯片的工業相(xiang)機的工作原理(li)是怎樣的呢?

1、CCD芯片相機

在(zai)感(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)像點(dian)(dian)接受光(guang)(guang)照之后(hou)(hou),感(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)件(jian)產生(sheng)對(dui)應(ying)的(de)電(dian)(dian)流,電(dian)(dian)流大(da)(da)小與光(guang)(guang)強(qiang)對(dui)應(ying),因此(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)件(jian)直接輸(shu)(shu)(shu)出的(de)電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)是模擬(ni)的(de)。在(zai)CCD傳感(gan)(gan)(gan)器中(zhong),每一(yi)(yi)個感(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)件(jian)都不對(dui)此(ci)(ci)作(zuo)(zuo)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)的(de)處(chu)理(li),而(er)是將(jiang)它直接輸(shu)(shu)(shu)出到垂直寄(ji)(ji)存器,傳到水平寄(ji)(ji)存器中(zhong),后(hou)(hou)才能形成統一(yi)(yi)的(de)輸(shu)(shu)(shu)出。由(you)于(yu)感(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)元(yuan)件(jian)無(wu)法直接進(jin)行模數轉換(huan)工作(zuo)(zuo),因此(ci)(ci)輸(shu)(shu)(shu)出數據需(xu)要(yao)由(you)CCD傳感(gan)(gan)(gan)器中(zhong)的(de)放(fang)(fang)大(da)(da)器專(zhuan)門(men)負責,經放(fang)(fang)大(da)(da)器處(chu)理(li)之后(hou)(hou),每個像點(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)強(qiang)度都獲得(de)同樣幅(fu)度的(de)加大(da)(da);因信(xin)(xin)號(hao)只通(tong)過一(yi)(yi)個放(fang)(fang)大(da)(da)器進(jin)行放(fang)(fang)大(da)(da),所以(yi)產生(sheng)的(de)噪點(dian)(dian)較少。但由(you)于(yu)CCD本身無(wu)法將(jiang)模擬(ni)信(xin)(xin)號(hao)直接轉換(huan)為數字信(xin)(xin)號(hao),因此(ci)(ci)還需(xu)要(yao)一(yi)(yi)個專(zhuan)門(men)的(de)模數轉換(huan)芯(xin)片進(jin)行處(chu)理(li),終以(yi)二進(jin)制數字圖像矩陣的(de)形式輸(shu)(shu)(shu)出給專(zhuan)門(men)的(de)DSP處(chu)理(li)芯(xin)片。

2、CMOS芯片相機

CMOS傳(chuan)感器(qi)中(zhong)每一個(ge)感光元件(jian)都(dou)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)整合了放(fang)大(da)器(qi)和(he)模數轉換邏(luo)輯,當感光二極管接(jie)(jie)(jie)受(shou)光照、產(chan)生模擬(ni)的電(dian)信(xin)號之后,電(dian)信(xin)號首先被該感光元件(jian)中(zhong)的放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da),然(ran)后直(zhi)接(jie)(jie)(jie)轉換成對(dui)應的數字(zi)信(xin)號。但(dan)CMOS感光元件(jian)中(zhong)的放(fang)大(da)器(qi)屬于模擬(ni)器(qi)件(jian),無法(fa)保(bao)證每個(ge)像點(dian)的放(fang)大(da)率都(dou)保(bao)持(chi)嚴格一致,圖像品質明(ming)顯低于CCD傳(chuan)感器(qi),不過(guo)目前這方面(mian)的技術已大(da)幅(fu)改善。

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