一、工業數字相機主要參數
1、分辨率(Resolution)
相機每次(ci)采集圖(tu)像(xiang)的(de)像(xiang)素(su)點數(shu)(shu)(Pixels),對(dui)于(yu)數(shu)(shu)字(zi)相機一般是直接與光電(dian)傳感器的(de)像(xiang)元數(shu)(shu)對(dui)應的(de),對(dui)于(yu)模(mo)擬(ni)相機則(ze)是取(qu)決于(yu)視頻制(zhi)式,PAL制(zhi)為(wei)768*576,NTSC制(zhi)為(wei)640*480,模(mo)擬(ni)相機已(yi)經逐步(bu)被(bei)數(shu)(shu)字(zi)相機代(dai)替,且分(fen)辨率(lv)已(yi)經達到6576*4384。
2、像素深度(Pixel Depth)
即每(mei)像素數據的(de)位數,一般(ban)常用(yong)的(de)是8Bit,對于數字相(xiang)機機一般(ban)還會有10Bit、12Bit、14Bit等。
3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)
相(xiang)機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相(xiang)機一(yi)般為每(mei)秒(miao)(miao)采集的幀數(shu)(Frames/Sec.),對于線陣相(xiang)機為每(mei)秒(miao)(miao)采集的行數(shu)(Lines/Sec.)。
4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
對于線陣(zhen)相(xiang)(xiang)機(ji)都是逐行(xing)曝(pu)(pu)光(guang)的(de)方式(shi),可(ke)以(yi)(yi)選擇(ze)固定(ding)(ding)行(xing)頻(pin)和外(wai)觸發(fa)同步的(de)采集方式(shi),曝(pu)(pu)光(guang)時間可(ke)以(yi)(yi)與行(xing)周期一致(zhi),也可(ke)以(yi)(yi)設定(ding)(ding)一個固定(ding)(ding)的(de)時間;面陣(zhen)相(xiang)(xiang)機(ji)有幀曝(pu)(pu)光(guang)、場曝(pu)(pu)光(guang)和滾動行(xing)曝(pu)(pu)光(guang)等幾種常見方式(shi),數(shu)字相(xiang)(xiang)機(ji)一般(ban)(ban)都提(ti)供(gong)外(wai)觸發(fa)采圖(tu)的(de)功能。快門速(su)度一般(ban)(ban)可(ke)到10微秒,高(gao)速(su)相(xiang)(xiang)機(ji)還可(ke)以(yi)(yi)更(geng)快。
5、像元尺寸(Pixel Size)
像(xiang)(xiang)元(yuan)大小和像(xiang)(xiang)元(yuan)數(分辨率)共同(tong)決定(ding)了相機靶面的大小。數字相機像(xiang)(xiang)元(yuan)尺(chi)(chi)寸為3μm~10μm,一般像(xiang)(xiang)元(yuan)尺(chi)(chi)寸越小,制造難度越大,圖像(xiang)(xiang)質(zhi)量也越不容易提高。
6、光譜響應特性(Spectral Range)
是指該像元傳感器對不同光波(bo)的敏(min)感特性,一(yi)(yi)般響應范圍是350nm-1000nm,一(yi)(yi)些相機(ji)在靶面前加了一(yi)(yi)個濾(lv)鏡,濾(lv)除紅外(wai)光線,如果系統需(xu)要對紅外(wai)感光時可去(qu)掉該濾(lv)鏡。
7、接口類型
有(you)Camera Link接(jie)口(kou),以太網接(jie)口(kou),1394接(jie)口(kou)、USB接(jie)口(kou)輸出,目前(qian)最新的接(jie)口(kou)有(you)CoaXPress接(jie)口(kou)。
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(yu)擁有這兩種不同芯片的(de)(de)工業(ye)相(xiang)機(ji)的(de)(de)工作原理是怎樣的(de)(de)呢?
1、CCD芯片相機
在感光(guang)像點接(jie)(jie)受光(guang)照之(zhi)后(hou),感光(guang)元件(jian)(jian)產生對應(ying)的(de)(de)電流(liu),電流(liu)大(da)(da)小與光(guang)強對應(ying),因此感光(guang)元件(jian)(jian)直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)輸(shu)出(chu)(chu)的(de)(de)電信號(hao)是(shi)(shi)模擬(ni)的(de)(de)。在CCD傳感器(qi)(qi)(qi)中,每一(yi)個(ge)感光(guang)元件(jian)(jian)都不對此作進一(yi)步的(de)(de)處(chu)理(li)(li),而是(shi)(shi)將(jiang)它直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)輸(shu)出(chu)(chu)到(dao)垂直(zhi)(zhi)寄存器(qi)(qi)(qi),傳到(dao)水平寄存器(qi)(qi)(qi)中,后(hou)才能(neng)形(xing)成統一(yi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)。由(you)于感光(guang)元件(jian)(jian)無法(fa)直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)進行(xing)模數轉(zhuan)(zhuan)換工(gong)作,因此輸(shu)出(chu)(chu)數據(ju)需(xu)要由(you)CCD傳感器(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)專門(men)負責,經放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)處(chu)理(li)(li)之(zhi)后(hou),每個(ge)像點的(de)(de)電信號(hao)強度都獲得同(tong)樣幅度的(de)(de)加大(da)(da);因信號(hao)只通過一(yi)個(ge)放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)進行(xing)放大(da)(da),所以產生的(de)(de)噪(zao)點較少。但由(you)于CCD本身無法(fa)將(jiang)模擬(ni)信號(hao)直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)轉(zhuan)(zhuan)換為(wei)數字信號(hao),因此還需(xu)要一(yi)個(ge)專門(men)的(de)(de)模數轉(zhuan)(zhuan)換芯(xin)片(pian)進行(xing)處(chu)理(li)(li),終以二進制數字圖像矩陣的(de)(de)形(xing)式(shi)輸(shu)出(chu)(chu)給專門(men)的(de)(de)DSP處(chu)理(li)(li)芯(xin)片(pian)。
2、CMOS芯片相機
CMOS傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)中(zhong)每(mei)一個感(gan)(gan)(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)都直接(jie)(jie)整合了放大(da)(da)器(qi)(qi)和模數(shu)轉換(huan)(huan)邏輯,當感(gan)(gan)(gan)光(guang)二(er)極管(guan)接(jie)(jie)受光(guang)照、產生模擬的(de)電信號(hao)之后,電信號(hao)首(shou)先被該感(gan)(gan)(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)中(zhong)的(de)放大(da)(da)器(qi)(qi)放大(da)(da),然(ran)后直接(jie)(jie)轉換(huan)(huan)成(cheng)對應的(de)數(shu)字信號(hao)。但CMOS感(gan)(gan)(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)中(zhong)的(de)放大(da)(da)器(qi)(qi)屬于(yu)(yu)模擬器(qi)(qi)件(jian),無法保(bao)證(zheng)每(mei)個像點的(de)放大(da)(da)率都保(bao)持嚴(yan)格(ge)一致,圖像品質明顯低于(yu)(yu)CCD傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi),不過目前這方(fang)面的(de)技術已大(da)(da)幅(fu)改善(shan)。