工業(yè)相機的種類及CCD、CMOS相機簡介

工業(yè)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(shù)字化的數(shù)據(jù)接口。圖像感光芯片由數(shù)十萬至數(shù)百萬個像素組成。像素把光線的強度轉(zhuǎn)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(fā)送給計算機。數(shù)據(jù)接口主要有USB2.0、1394和千兆以太網(wǎng)三種。
相比于傳統(tǒng)的民用相機（攝像機）而言，它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等，“工業(yè)相機”一詞或許不是很準(zhǔn)確，因為這些相機還同時被應(yīng)用在醫(yī)療、科研和安保等領(lǐng)域。
任何東西分類一定有它自己的分類標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)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(jié)構(gòu)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(shù)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(yīng)頻率范圍可以分為可見光（普通）相機、紅外相機、紫外相機等。
目前市面上工業(yè)相機大多是基于CCD（ChargeCoupled Device）或CMOS（ComplementaryMetal OxideSemiconductor）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(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換形成電荷包，而后在驅(qū)動脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號。
典型的CCD相機由光學(xué)鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅(qū)動器、模擬/數(shù)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(yōu)點。以維視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司生產(chǎn)研發(fā)的MV-VS-L系列1394接口一體化工業(yè)CCD相機為例，數(shù)字面陣CCD逐行掃描，可通過外部信號觸發(fā)采集或連續(xù)采集。廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通，機器視覺，科研，軍事科學(xué)，航天航空等眾多領(lǐng)域，比CMOS數(shù)字相機，無論是靜態(tài)采集還是動態(tài)采集，均可以得到無變形的高質(zhì)圖像。
CMOS圖像傳感器的開發(fā)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代初，90 年代初期，隨著超大規(guī)模集成電路(VLSI)制造工藝技術(shù)的發(fā)展，CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)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(shù)轉(zhuǎn)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(yōu)點。其典型產(chǎn)品如維視圖像MV-VGA系列百萬像素帶十字線VGA工業(yè)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(tǒng)成本低，直接VGA接口顯示設(shè)備，不需要連接電腦來顯示，提高了顯示速度，節(jié)省了成本，可聯(lián)接工業(yè)顯微鏡頭、顯微鏡進(jìn)行圖像觀察，以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態(tài)范圍等特點在高分辨率和高速場合得到了廣泛的應(yīng)用。