參考博主@機器視覺001的博文 https://blog.csdn.net/liubing8609/article/details/78254703
工業相機,最本質的功能就是將光信號轉變成有序的電信號。
CCD傳感器成像過程
1.用相機拍攝景物時,景物反射的光線通過相機的鏡頭透射到CCD上。
2.當CCD曝光後,光電二極管受到光線的激發釋放出電荷,感光元件的電信號便由此產生。
3.CCD控制芯片利用感光元件中的控制信號電路對光電二極管產生的電流進行控制,由電流傳輸電路輸出;CCD會將一次成像產生的電信號收集起來,統一輸出到放大器。
4.經過放大和濾波後的電信號被送到A/D,由A/D將電信號(此時爲模擬信號)轉換爲數字信號,數值的大小和電信號的強度即電壓高低成正比,這些數值其實就是圖像的數據了。
5.僅依靠第4步所得到的圖像數據還不能直接生成圖像,還要輸出到數字信號處理器(DSP),在DSP中,這些圖像數據被進行色彩校正、白平衡處理等後期處理,編碼爲相機所支持的圖像格式、分辨率等數據格式,然後被存儲爲圖像文件。
6.最後,圖像文件就被寫入到存儲器上。
CCD基礎結構
打開正方形黑色外殼,會發現CCD不只是一塊芯片,而是芯片和處理器做成一個完整的組件。這樣的設計能確保DC的組件化,降低維修和檢查的成本。
CMOS圖像傳感器結構
工業相機傳感器尺寸對照表(CCD芯片尺寸大全):
芯片規格 | 寬度H | 高度V |
1" | 12.7mm | 9.6mm |
1"CMOS | 12.44mm | 9.83mm |
4/3" | 18mm | 13.5mm |
1/1.2" | 11.33mm | 7.1mm |
2/3" | 8.8mm | 6.6mm |
1/1.7" | 7.4mm | 5.6mm |
1/1.8" | 7.2mm | 5.3mm |
1/2" | 6.4mm | 4.8mm |
1/2"CMOS | 6.12mm | 4.88mm |
1/2.3"CMOS | 6.44mm | 4.62mm |
1/2.5" | 5.8mm | 4.3mm |
1/3" | 4.8mm | 3.6mm |
1/3.6"CMOS | 3.8mm | 2.9mm |
1/3.7"CMOS | 4.22mm | 2.38mm |
1/4" | 3.2mm | 2.4mm |
如果知道相機分辨率和像元尺寸,也可以得出靶面的寬和高。
例如相機分辨率1280*960,像元尺寸3.75μm
1280* 3.75μm = 4800μm=4.8mm
960*3.75μm=3.6mm
再對照上面的表就知道該芯片的規格爲1/3''。
曝光時間
指相機單次拍攝過程中圖像傳感器接受光照的時間。工業相機中採用電子快門實現曝光控制。
幀曝光(Global shutter):也叫全局曝光。全局快門。傳感器陣列中所有像素同時曝光一定時間。是CCD傳感器和極少數CMOS傳感器採用的曝光方式。曝光時間越長,採集的圖像會越亮,如果曝光時間太長,圖像就會太亮而損失細節。如何計算運動物體的曝光時間?路程=速度*時間。s=vt。這裏的路程就是1個像元尺寸,曝光時間*運動速度....
逐行曝光(Rolling shutter):也叫捲簾曝光。滾動快門。是多數CMOS圖像傳感器上使用的快門。所有像素點逐行輪流曝光一定時間。