工业数字相机主要参数 工业相机的工作原理

工业数字相机主要参数 工业相机的工作原理

一、工业数字相机主要参数

1、分辨率（Resolution）

相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。

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、14Bit等。

3、最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）

相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Lines/Sec.）。

4、曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）

对于线阵相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；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相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）共同决定了相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为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。

7、接口类型

有Camera Link接口，以太网接口，1394接口、USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。

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二、工业相机的工作原理

工业相机又俗称工业摄像机，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，市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。那对于拥有这两种不同芯片的工业相机的工作原理是怎样的呢？

1、CCD芯片相机

在感光像点接受光照之后，感光元件产生对应的电流，电流大小与光强对应，因此感光元件直接输出的电信号是模拟的。在CCD传感器中，每一个感光元件都不对此作进一步的处理，而是将它直接输出到垂直寄存器，传到水平寄存器中，后才能形成统一的输出。由于感光元件无法直接进行模数转换工作，因此输出数据需要由CCD传感器中的放大器专门负责，经放大器处理之后，每个像点的电信号强度都获得同样幅度的加大；因信号只通过一个放大器进行放大，所以产生的噪点较少。但由于CCD本身无法将模拟信号直接转换为数字信号，因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理，终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。

2、CMOS芯片相机

CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑，当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号。但CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件，无法保证每个像点的放大率都保持严格一致，图像品质明显低于CCD传感器，不过目前这方面的技术已大幅改善。