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工业相机的种类及CCD、CMOS相机简介

工业相机 (亦称作“机器视觉相机”)由两大基本部件组成:图像感光芯片和数字化的数据接口。 图像感光芯片由数十万至数百万个像素组成。 像素把光线的强度转换为电压输出。 这些像素的电压被以灰度值的形式输出,所有像素放在一起就形成了图像,发送给计算机。 数据接口主要有USB 2.01394和千兆以太网三种。

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,“工业相机”一词或许不是很准确,因为这些相机还同时被应用在医疗、科研和安保等领域。

任何东西分类一定有它自己的分类标准,工业相机也不例外,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。

目前市面上工业相机大多是基于CCDCharge Coupled Device)或CMOSComplementary Metal 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。以维视数字图像技术有限公司生产研发的MV-VS-L系列1394接口一体化工业CCD相机为例,数字面阵CCD逐行扫描,可通过外部信号触发采集或连续采集。广泛应用于工业生产线在线检测、智能交通,机器视觉,科研,军事科学,航天航空等众多领域,比CMOS数字相机,无论是静态采集还是动态采集,均可以得到无变形的高质图像。

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。其典型产品如维视图像MV-VGA系列百万像素带十字线VGA工业相机是集图像采集、处理、显示于一体,智能化程度高,搭建系统成本低,直接VGA接口显示设备,不需要连接电脑来显示,提高了显示速度,节省了成本,可联接工业显微镜头、显微镜进行图像观察,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。

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