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工业数字相机

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  工业相机作为机器视觉系统中的关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成aft-808小型高清工业相机为有序的电信号。

  选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。

  分辨率(resolution):相机每次采集图像的像素点数(pixels),对于数字相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的,对于模拟相机机则是取决于视频制式,pal制为768*576,ntsc制为640*480。

  2. 像素深度(pixel depth):即每像素数据的位数,一般常用的是8bit,对于数字相机机一般还会有10bit、12bit等。

  3. 最大帧率(frame rate)/行频(line rate):相机机采集传输图像的速率,对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数(frames/sec.),对于线阵相机机为每秒采集的行数(hz)。

  4. 曝光方式(exposure)和快门速度(shutter):对于线阵相机机都是逐行曝光的方式,可以选择固定行频和外触发同步的采集方式,曝光时间可以与行周期一致,也可以设定一个固定的时间;面阵相机机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式,数字相机机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒,高速相机机还可以更快。

  5. 像元尺寸(pixel size):像元大小和像元数(分辨率)共同决定了相机机靶面的大小。目前数字相机机像元尺寸一般为3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造难度越大,图像质量也越不容易提高。

  6. 光谱响应特性(spectral range):是指该像元传感器对不同光波的敏感特性,一般响应范围是350nm-1000nm,一些相机机在靶面前加了一个滤镜,滤除红外光线,如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

  工业相机又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,目前市面上工业相机大多是基于ccd(chargecoupled device)或cmos(complementarymetal oxide semiconductor)芯片的相机。ccd是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。ccd的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包,而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的ccd相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。ccd作为一种功能器件,与真空管相比,具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。cmos图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初,90 年代初期,随着超大规模集成电路(vlsi) 制造工艺技术的发展,cmos图像传感器得到迅速发展。cmos图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上,还具有局部像素的编程随机访问的优点。目前,cmos图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

  工业相机按照芯片类型可以分为ccd相机、cmos相机;按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机;按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机;按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机;按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机;按照输出色彩可以分为单色(黑白)相机、彩色相机;按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机;按照响应频率范围可以分为可见光(普通)相机、红外相机、紫外相机等。

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