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工業相機類型簡介

一、工業相機類型簡介    

CCD 是60年代末期由貝爾試驗室發明。開始作為一種新型的PC存儲電路,很快 CCD具有許多其他潛在的應用,包括信號和圖像(硅的光敏性)處理。 CCD 是在薄的硅晶片上處理一系列不同的功能,在每一個硅晶片上分布幾個相同的IC等可產生功能的元件,被選擇的IC從硅晶片上切下包裝在載體里用在系統上。總結下來,CCD 主要有以下幾種類型:   

1、面陣CCD工業相機

允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。   

2、線陣CCD工業相機: 

用一排像素掃描過圖片,做三次曝光——分別對應于紅、綠、藍三色濾鏡,正如名稱所表示的,線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應用于廣告界拍攝靜態圖像,線性陣列,處理高分辨率的圖像時,受局限于非移動的連續光照的物體。   

3、三線傳感器CCD工業相機: 

在三線傳感器中,三排并行的像素分別覆蓋 RGB濾鏡,當捕捉彩色圖片時,完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于高端數碼相機,以產生高的分辨率和光譜色階。   

4、交織傳輸CCD工業相機:

這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉化,允許在拍攝下一圖像時在讀取當前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數碼相機、攝像機和拍攝動畫的廣播拍攝機。   

5、全幅面CCD工業相機: 

此種CCD 具有更多電量處理能力,更好動態范圍,低噪音和傳輸光學分辨率,全幅面CCD 允許即時拍攝全彩圖片。全幅面 CCD由并行浮點寄存器、串行浮點寄存器和信號輸出放大器組成。全幅面CCD 曝光是由機械快門或閘門控制去保存圖像,并行寄存器用于測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的并行陣列上。此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數目決定量化的元素。這些信息流就會由并行寄存器流向串行寄存器。此過程反復執行,直到所有的信息傳輸完畢。接著,系統進行精確的圖像重組。

二、工業相機參數簡介

工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵組件,其最本質的功能就是將光信號轉變成為有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統設計中的重要環節,相機的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質量等,同時也與整個系統的運行模式直接相關。   

主要參數

1. 分辨率(Resolution):相機每次采集圖像的像素點數(Pixels),對于數字工業相機機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的,對于模擬相機機則是取決于視頻制式,PAL制為768*576,NTSC制為640*480。

2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素數據的位數,一般常用的是8Bit,對于數字工業相機機一般還會有10Bit、12Bit等。

3. 最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機機一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.),對于線陣相機機為每秒采集的行數(Hz)。

4. 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對于線陣相機機都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式,曝光時間可以與行周期一致,也可以設定一個固定的時間;面陣工業相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式,數字工業相機機一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒,高速工業相機還可以更快。

5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元數(分辨率)共同決定了相機機靶面的大小。目前數字工業相機像元尺寸一般為3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質量也越不容易提高。

6. 光譜響應特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性,一般響應范圍是350nm-1000nm,一些相機機在靶面前加了一個濾鏡,濾除紅外光線,如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

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