工業相機的種類及CCD、CMOS相機簡介

     工業相機（亦稱作“機器視覺相機”）由兩大基本部件組成：圖像感光芯片和數字化的數據接口。 圖像感光芯片由數十萬至數百萬個像素組成。像素把光線的強度轉換為電壓輸出。 這些像素的電壓被以灰度值的形式輸出，所有像素放在一起就形成了圖像，發送給計算機。數據接口主要有USB 2.0、1394和千兆以太網三種。

     相比于傳統的民用相機（攝像機）而言，它具有高的圖像穩定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等，“工業相機”一詞或許不是很準確，因為這些相機還同時被應用在醫療、科研和安保等領域。

 

     工業相機的分類

     任何東西分類一定有它自己的分類標準，工業相機也不例外，按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機；按照傳感器的結構特性可以分為線陣相機、面陣相機；按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機；按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機；按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數字相機；按照輸出色彩可以分為單色（黑白）相機、彩色相機；按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機；按照響應頻率范圍可以分為可見光（普通）相機、紅外相機、紫外相機等。

 

     CCD相機和CMOS相機

     目前市面上工業相機大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相機。

     CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信號讀取于一體，是典型的固體成像器件。CCD的突出特點是以電荷作為信號，而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉換形成電荷包，而后在驅動脈沖的作用下轉移、放大輸出圖像信號。

     典型的CCD相機由光學鏡頭、時序及同步信號發生器、垂直驅動器、模擬/數字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件，與真空管相比，具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優點。以維視數字圖像技術有限公司生產研發的MV-VS-L系列1394接口一體化工業CCD相機為例，數字面陣CCD逐行掃描，可通過外部信號觸發采集或連續采集。廣泛應用于工業生產線在線檢測、智能交通，機器視覺，科研，軍事科學，航天航空等眾多領域，比CMOS數字相機，無論是靜態采集還是動態采集，均可以得到無變形的高質圖像。

     CMOS圖像傳感器的開發最早出現在20世紀70 年代初，90 年代初期，隨著超大規模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術的發展，CMOS圖像傳感器得到迅速發展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數轉換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上，還具有局部像素的編程隨機訪問的優點。其典型產品如維視圖像MV-VGA系列百萬像素帶十字線VGA工業相機是集圖像采集、處理、顯示于一體，智能化程度高，搭建系統成本低，直接VGA接口顯示設備，不需要連接電腦來顯示，提高了顯示速度，節省了成本，可聯接工業顯微鏡頭、顯微鏡進行圖像觀察，以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態范圍等特點在高分辨率和高速場合得到了廣泛的應用。