一、工業(yè)數(shù)字相機主要參數(shù)
1、分辨率(Resolution)
相機每次采集圖像的像素點數(shù)(Pixels),對于數(shù)字相機一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對應(yīng)的,對于模擬相機則是取決于視頻制式,PAL制為768*576,NTSC制為640*480,模擬相機已經(jīng)逐步被數(shù)字相機代替,且分辨率已經(jīng)達(dá)到6576*4384。
2、像素深度(Pixel Depth)
即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù),一般常用的是8Bit,對于數(shù)字相機機一般還會有10Bit、12Bit、14Bit等。
3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)
相機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.),對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)(Lines/Sec.)。
4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
對于線陣相機都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式,曝光時間可以與行周期一致,也可以設(shè)定一個固定的時間;面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式,數(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。快門速度一般可到10微秒,高速相機還可以更快。
5、像元尺寸(Pixel Size)
像元大小和像元數(shù)(分辨率)共同決定了相機靶面的大小。數(shù)字相機像元尺寸為3μm~10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質(zhì)量也越不容易提高。
6、光譜響應(yīng)特性(Spectral Range)
是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性,一般響應(yīng)范圍是350nm-1000nm,一些相機在靶面前加了一個濾鏡,濾除紅外光線,如果系統(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
7、接口類型
有Camera Link接口,以太網(wǎng)接口,1394接口、USB接口輸出,目前最新的接口有CoaXPress接口。
二、工業(yè)相機的工作原理
工業(yè)相機又俗稱工業(yè)攝像機,相比于傳統(tǒng)的民用相機(攝像機)而言,它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,市面上工業(yè)相機大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相機。那對于擁有這兩種不同芯片的工業(yè)相機的工作原理是怎樣的呢?
1、CCD芯片相機
在感光像點接受光照之后,感光元件產(chǎn)生對應(yīng)的電流,電流大小與光強對應(yīng),因此感光元件直接輸出的電信號是模擬的。在CCD傳感器中,每一個感光元件都不對此作進(jìn)一步的處理,而是將它直接輸出到垂直寄存器,傳到水平寄存器中,后才能形成統(tǒng)一的輸出。由于感光元件無法直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換工作,因此輸出數(shù)據(jù)需要由CCD傳感器中的放大器專門負(fù)責(zé),經(jīng)放大器處理之后,每個像點的電信號強度都獲得同樣幅度的加大;因信號只通過一個放大器進(jìn)行放大,所以產(chǎn)生的噪點較少。但由于CCD本身無法將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,因此還需要一個專門的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行處理,終以二進(jìn)制數(shù)字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理芯片。
2、CMOS芯片相機
CMOS傳感器中每一個感光元件都直接整合了放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯,當(dāng)感光二極管接受光照、產(chǎn)生模擬的電信號之后,電信號首先被該感光元件中的放大器放大,然后直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號。但CMOS感光元件中的放大器屬于模擬器件,無法保證每個像點的放大率都保持嚴(yán)格一致,圖像品質(zhì)明顯低于CCD傳感器,不過目前這方面的技術(shù)已大幅改善。