一、工業相機的結構
編輯工業相機一般由鏡頭接口、濾光片、圖像傳感器、驅動電路、數字圖像處理模塊、轉換電路、相機的供電/控制信号接口、圖像數據傳輸組成接口。
二、工業相機的分類
1、按照相機芯片分類
按照芯片工藝分類 |
CCD |
CMOS |
曝光方式 |
一般為全局曝光 |
卷簾/全局曝光 |
靈敏度 |
同樣面積下靈敏度高 |
靈敏度較弱 |
成本 |
線路品質影響程度高,成本高 |
CMOS整合集成,成本低 |
解析度 |
連接複雜度低,解析度高 |
解析度稍低 |
噪點比 |
單一放大,噪點低 |
百萬放大,噪點高 |
功耗 |
需額外加電,功耗高 |
直接方大,功耗低 |
2、按照傳感器分類
按照傳感器分類 |
線掃相機 |
面陣相機 |
芯片形狀 |
|
|
成像條件 |
相機和物體之間需要有相對運動 |
物體靜止或運動都可以成像 |
數據接口 |
一般為GigE或Cam Link |
USB、IEEE13944、GigE、Cam Link |
成本 |
成本較高 |
根據數據性能,價格不同 |
一般情況下線掃相機可以用來拍片式産品,比如片式框架産品、LED等,一般情況下相機是靜止的,電機帶動産品運動。
3、按照圖像模式分類
按照圖像模式分類 | |
彩色相機 |
圖像為彩色,一般為24位圖像 |
黑白相機 |
圖像為灰度圖像,一般為8位圖像 |
三、工業相機的參數
1、鏡頭接口
相機和鏡頭配合使用時的連接方式成為接口,機器視覺行業常見的幾種鏡頭接口為C口、CS口、F口。一般情況下C口的接口方式為螺紋口,F口的接口方式為卡口。
2、芯片尺寸
芯片尺寸表示圖像傳感器感光區域的面積大小,直接決定了整個系統的物理放大率。
常見的芯片尺寸有1/4英寸、1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸、1英寸。
3、傳感器與鏡頭的匹配
所有的鏡頭都有最大兼容的相機芯片尺寸。
選擇相機和鏡頭時,遵循“鏡頭最大兼容芯片尺寸>=相機芯片尺寸”的元組。
4、像元尺寸
像元尺寸表示相機芯片每個像元的實際物理大小。
常見的像元尺寸有3.45um、3.75um、4.4um、4.8um、5.3um、5.8um、7.4um等
5、分辨率
相機分辨率是指圖像像素的寬度和高度。
6、相機快門類型
(1)卷簾快門
卷簾快門的特征是逐行曝光,每一行的曝光時間不一緻。大多數CMOS圖像傳感器上使用的是卷簾寬門。卷簾寬門不适用高速運動的檢測對象。
(2)全局快門
CCD傳感器和極少數CMOS傳感器采用的快門,傳感器上所有圖像同時刻曝光。
7、曝光時間
相機曝光時間是指從快門打開到關閉的時間間隔。
快門速度越快,曝光時間越短,圖像産生拖影的幾率越小,圖像越清晰。
8、計算物體運動不産生拖影的曝光時間
拍攝高速運動物體時,為使圖像不産生拖影,營使物體在曝光時間内移動的距離不超過一個像元尺寸。
例如:
已知物體運動速度為150mm/s,沿芯片水平方向運動,相機芯片為1/2英寸(6.4mm*4.8mm),水平方向視野為20mm,像元尺寸為5.3um
放大倍數:6.4mm/20mm = 0.32
計算像的運動速度:0.32*150mm/s = 48mm/s
曝光時間:5.3um/48mm/s = 0.00011s
9、數據傳輸接口
一般工業相機常見的數據傳輸方式有USB、FireWire、GigE、Cam Link。
目前在機器視覺中,用的最多的一般是USB3.0、GigE。
10、幀率
相機的幀率一般指相機每秒鐘可以采集多少張圖像,單位為FPS,即幀/秒。
11、供電方式
(1)傳統供電方式 以太網通信
(2)POE供電方式
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