工業相機知識(一)

2022-07-24 07:09:14 字數 1741 閱讀 6981

工業相機按照影象的感測器元件的不同分為ccd(charge coupled device,電荷耦合元件)和cmos(金屬氧化物半導體元件)兩類,兩者的區別如下:

成像過程不同:

ccd僅有乙個(或少數幾個)輸出節點統一輸出資料,訊號一致性好,而cmos晶元中每個畫素都有自己的訊號放大器,各自進行電荷到電壓的轉換,輸出訊號的一致性較差,比ccd的訊號雜訊更多,但是cmos的乙個顯著優點是功效較低。

整合性不同:

ccd的製造工藝複雜,輸出的只是模擬電訊號,還需要後續的解碼器,模擬轉換器,影象訊號處理器等,整合度低。coms可以把訊號放大器,模數轉換器等整合在一塊晶元上,整合度高,成本低。隨著cmos成像技術的進步,cmos未來會有越來越多的應用場景。

影象輸出速度不同:

ccd採用逐個光敏輸出,速度較慢,cmos每個電荷元件都有獨立的裝換控制器,讀出速度很快,fps在500以上的高速相機大部分使用的都是cmos。

雜訊方面:

ccd技術較為成熟,成像質量相較cmos具有一定優勢,cmos的整合度更高,各元器件間距距離更近,干擾更多。

線陣相機的感測器只有一行感光元素,一般應用於需要高頻掃瞄和高解析度的場合。線陣ccd的優點是一維像元數可以做到很多,一般長度有2k,4k,8k,12k,但線陣ccd獲取影象必須配以掃瞄運動,為了能確定影象上每乙個畫素點在被測件上的對應位置,還需要配以光柵等器件記錄線陣ccd每一掃瞄行的座標,並配以線陣相機專用的影象採集卡,這就導致線陣相機系統較為複雜,成本略高,並用容易受掃瞄運動的精度和穩定性的影響。面陣相機的像元在縱橫兩個方向上間隔的離散度是一致的,而線陣ccd的像元間距和掃瞄行距上一般是有差別的,由於掃瞄行距受機械傳動部分的限制,遠大於像元間距。

面陣相機有比線陣相機更多的感光鏡片,以矩陣排列,例如常說的百萬畫素相機即表示感光鏡片矩陣w*h約等於1000*1000。面陣相機一次成像,它的解析度指的是乙個感光晶元代表的實物物體的大小。數值越小,解析度越高,相同的相機選用不同集中的箭頭,解析度就不同。在表現影象細節方面,不是由相機的畫素多少來決定的,而是由解析度決定的。同等解析度條件下,畫素越多可以成像的區域面積越大。

1.usb介面

usb介面直接輸出數字影象訊號,序列通訊,支援熱拔插,傳輸速度在120mbps-480mbps之間,會占用cpu資源。傳輸距離較短,穩定性稍差。

目前廣泛採用的usb2.0介面,是最早應用的數字介面之一,具有開發周期短,成本低廉的特點。其缺點是傳輸資料較慢,傳輸資料過程需要cpu參與管理,占用資源,且由於介面沒有螺絲固定,鏈結容易鬆動,最新的usb3.0介面使用了新的usb協議,可以更快的傳輸資料,但目前usb3.0的相機市場上不是很多。

2.1394a/1394b介面

3.gige介面

千兆乙太網介面,pc標準介面,傳輸速率和距離都更高。是一種基於千兆乙太網通訊協議開發的相機介面標準,特點是快捷的資料傳輸速度和高達100公尺的傳輸距離。是近幾年市場上應用的重點,使用方便,cpu資源占用少,可多台同時使用。

4.camera link介面

需要單獨的camera link採集卡,成本較高,便攜性低,實際應用中較少,但是是目前工業相機中傳輸速度最快的一種傳輸方式,一般在高解析度的高速面陣相機和線陣相機上應用,**昂貴。

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