工業相(xiang)機(ji)(亦稱(cheng)作“機(ji)器視(shi)覺相(xiang)機(ji)”)由兩大基(ji)本(ben)部件組成(cheng):圖像(xiang)感光芯(xin)片和數(shu)字化(hua)的(de)(de)數(shu)據(ju)接(jie)口。圖像(xiang)感光芯(xin)片由數(shu)十萬(wan)至數(shu)百萬(wan)個像(xiang)素(su)組成(cheng)。像(xiang)素(su)把光線的(de)(de)強度轉換為(wei)電壓輸出。這些(xie)像(xiang)素(su)的(de)(de)電壓被以(yi)灰度值的(de)(de)形(xing)式(shi)輸出,所有像(xiang)素(su)放在(zai)一起就(jiu)形(xing)成(cheng)了圖像(xiang),發送(song)給計算機(ji)。數(shu)據(ju)接(jie)口主要有USB2.0、1394和千(qian)兆以(yi)太網三種。
相(xiang)比于傳統的民(min)用相(xiang)機(ji)(攝像機(ji))而言,它(ta)具有高的圖像穩定性、高傳輸能(neng)力(li)和(he)高抗干擾(rao)能(neng)力(li)等,“工業相(xiang)機(ji)”一詞或許不(bu)是很準(zhun)確(que),因為這(zhe)些相(xiang)機(ji)還(huan)同時被應用在醫療、科研和(he)安保等領域(yu)。
任何(he)東(dong)西分(fen)類一(yi)定有它(ta)自(zi)己(ji)的分(fen)類標準(zhun),工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)也不例外,按(an)照芯(xin)片類型可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)CCD相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、CMOS相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照傳感器的結(jie)構特性可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)線陣相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、面陣相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照掃描方式可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)隔行掃描相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、逐行掃描相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照分(fen)辨率(lv)(lv)大小可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)普通(tong)(tong)分(fen)辨率(lv)(lv)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、高分(fen)辨率(lv)(lv)相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照輸出信號方式可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)模擬(ni)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、數字相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照 色彩(cai)可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)單色(黑白)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、彩(cai)色相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照輸出信號速(su)度可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)普通(tong)(tong)速(su)度相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、高速(su)相(xiang)機(ji)(ji)(ji);按(an)照響應頻(pin)率(lv)(lv)范圍可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)可(ke)見光(普通(tong)(tong))相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、紅外相(xiang)機(ji)(ji)(ji)、紫(zi)外相(xiang)機(ji)(ji)(ji)等。
目前市面上工業相機大多是基(ji)于CCD(ChargeCoupled Device)或CMOS(ComplementaryMetal OxideSemiconductor)芯片(pian)的相機。
CCD是目(mu)前機(ji)器(qi)視(shi)覺常用的圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器(qi)。它集光電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)及電(dian)(dian)荷存貯(zhu)、電(dian)(dian)荷轉(zhuan)移、信號讀取于一體,是典型(xing)的固體成像(xiang)(xiang)器(qi)件。CCD的突(tu)出特點是以電(dian)(dian)荷作(zuo)為信號,而不同于其(qi)它器(qi)件是以電(dian)(dian)流(liu)或者電(dian)(dian)壓為信號。這類成像(xiang)(xiang)器(qi)件通過(guo)光電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)形成電(dian)(dian)荷包(bao),而后(hou)在驅動脈沖的作(zuo)用下轉(zhuan)移、放大輸出圖像(xiang)(xiang)信號。
典型的CCD相(xiang)機由光學鏡頭、時序(xu)及同步信號發(fa)(fa)生(sheng)器、垂直驅動器、模(mo)擬/數字(zi)信號處(chu)理電(dian)路組成。CCD作為一種功(gong)能器件,與真空管相(xiang)比(bi),具有(you)無灼傷、無滯(zhi)后、低電(dian)壓工作、低功(gong)耗(hao)等(deng)優點。以維視數字(zi)圖(tu)像(xiang)技(ji)術有(you)限公(gong)司生(sheng)產(chan)研(yan)發(fa)(fa)的MV-VS-L系列1394接(jie)口一體化工業CCD相(xiang)機為例,數字(zi)面陣CCD逐行掃(sao)描,可通過外(wai)部信號觸(chu)發(fa)(fa)采(cai)(cai)集或連(lian)續采(cai)(cai)集。廣(guang)泛(fan)應(ying)用于工業生(sheng)產(chan)線在線檢測(ce)、智(zhi)能交(jiao)通,機器視覺,科(ke)研(yan),軍事科(ke)學,航(hang)天(tian)航(hang)空等(deng)眾多領域,比(bi)CMOS數字(zi)相(xiang)機,無論是(shi)靜(jing)態采(cai)(cai)集還是(shi)動態采(cai)(cai)集,均可以得到(dao)無變形的高質圖(tu)像(xiang)。
CMOS圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器(qi)的(de)開發(fa)(fa)出現在20世紀(ji)70年代初,90 年代初期,隨著超大(da)規模集(ji)成(cheng)電(dian)(dian)路(VLSI)制造工藝技術的(de)發(fa)(fa)展,CMOS圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器(qi)得(de)到(dao)迅速發(fa)(fa)展。CMOS圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器(qi)將光敏元陣列、圖(tu)(tu)像(xiang)信號(hao)放大(da)器(qi)、信號(hao)讀(du)取(qu)電(dian)(dian)路、模數(shu)轉(zhuan)換電(dian)(dian)路、圖(tu)(tu)像(xiang)信號(hao)處理器(qi)及控(kong)制器(qi)集(ji)成(cheng)在一塊芯片上,還具有局部像(xiang)素(su)的(de)編(bian)程隨機訪問的(de)優點。其典型產品如維視圖(tu)(tu)像(xiang)MV-VGA系(xi)列百萬(wan)像(xiang)素(su)帶十字線VGA工業相機是集(ji)圖(tu)(tu)像(xiang)采集(ji)、處理、顯示于一體(ti),智能化程度高,搭建(jian)系(xi)統成(cheng)本(ben)低,直接VGA接口顯示設備(bei),不需要連(lian)接電(dian)(dian)腦來顯示,提(ti)高了(le)顯示速度,節省(sheng)了(le)成(cheng)本(ben),可聯(lian)接工業顯微鏡頭、顯微鏡進行圖(tu)(tu)像(xiang)觀察,以其良好的(de)集(ji)成(cheng)性、低功耗、高速傳輸和寬動態范圍等特點在高分(fen)辨率和高速場合得(de)到(dao)了(le)廣泛的(de)應用(yong)。
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