认识工业相机的卷帘曝光与全局曝光

参考相关产品手册整理

工业相机,最本质功能是将光信号转变为有序的电信号。

目标反射的光线,经镜头后照射在感光传感器上(CCD/CMOS)产生模拟的电流信号,此信号经过模数转换器转换成数字信号,然后传递给图像处理器DSP,得到图像(可以压缩或输出RAW数据),最后图像存储到存储器或传递到图像采集卡,传入电脑。

工业相机术语

像元尺寸:像元大小和像元数(分辨率)的乘积即是相机靶面的大小,目前像元尺寸一般为3μm~10μm。

传感器尺寸:是感光区的面积大小,直接决定了整个系统的物理放大率。如1''、1/2''、1/3''、1/4''、2/3'',长宽比都是4:3,绝大多数模拟相机的传感器长宽比例是4:3(H:V),数字相机的长宽比例还有其他。

CCD传感器:一般为全局曝光(帧曝光、全局快门);优点:色彩还原性好、芯片动态范围大(线阵相机就多用CCD)、灵敏度好。

CMOS传感器:一般为卷帘曝光(行曝光、卷帘快门、滚动快门)。

全局曝光:又称帧曝光、全局快门

顾名思义,当快门打开时,所有的光线行一次入射到芯片的整个表面,然后快门再次关闭。

这种情况下“全局”指的是整个表面同时曝光,一次即拍摄整个图像区域。也就是说:在全局曝光下,所有的像素曝光时间都是同步开始和结束。

卷帘曝光:又称行曝光、卷帘快门、滚动快门

卷帘曝光下,所有的像素不会同时开始曝光与结束,而是按照行进行

运动采集图像

机器视觉过程中必须保证图像清晰、防止拖影出现。飞拍适用于全局曝光相机,卷帘曝光模式一般不适用

在运动物体图像采集过程中,必须考虑运动物体速度,速度大小严重影响图像采集效果;同时图像质量受拍摄视野的大小影响较大;

线阵相机由于传输量大,数据传输接口一般为GigE接口或CameraLink接口。

工业相机的选型

分辨率: 相机分辨率(L/W)=视场(L/W)/精度(物方分辨率)。

相机的像素精度一定要高于系统所要求的精度,才能有实际的测量意义,亚像素的精度提升在实际测量中并没有太多影响。

传感器类型:如果拍摄目标是静态的,为了节约成本,可考虑使用CMOS;如果目标是运动的,则优先考虑CCD相机。

通常传感器的尺寸与所选择的像素是对应的,像素数增加,对应传感器芯片尺寸越来越大如30W通常是1/3‘’,130W通常是1/2‘’,也有1/1.8'',500W通常是1/2.5‘’,也有2/3‘’,1200W的通常是1/1.7"。所以若同等价位,优选选择传感器尺寸大的。

相机镜头接口:选了相机,必定要选配镜头。一般的相机都是C/CS接口的,所以要注意相机接口与镜头接口的对应。

相机输出接口:同等价位、像素条件下,优先选择实际输出速度快的接口类型,如CameraLink > USB3.0 >GigE >1394 >USB2.0等。

 

 

 

 

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