什么是工业相机？CCD和CMOS有什么区别？
工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。
CCD和CMOS有什么区别。
CCD：
CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想象来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
CMOS：
CMOS和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点， 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
CCD与CMOS的区别
技术的角度比较，CCD与CMOS的区别有如下四个方面的不同：
1.信息读取方式
CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。
2.速度
CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多。
3.电源及耗电量
CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
4.成像质量
CCD电荷耦合器制作技术起步早，技术成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高，各光电传感元件、电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较严重，噪声对图像质量影响很大，使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用。近年，随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。
为什么选择CCD而不是CMOS：
在工业环境下进行视觉系统的使用时，一般来说环境会比较恶略，可能周围会存在强磁场的干扰、会在温度较高的场合连续长时间工作、会对抓取的图片的有更严格的要求等等。那么CCD类型的工业相机正好能满足我们的需求。CCD对比起CMOS最大的一个特点就是CCD的成像更好，抓取下来的图片更清晰，色泽更稳定，能帮我们在后期进行图像处理分析的时候省下更多的功夫和精力。
总结：
综合对比下来，我们能发现以下几个特点：CCD的制造难度大，技术起步晚，目前能生产CCD的厂家只有少数几家，因此价格一直居高不下。但是CCD的优点也非常明显，传输速度快、抗干扰能力强、成像的质量更好。因此在工业生产中，我们更推荐使用CCD而不是CMOS。
机器视觉系统中的工业镜头
工业相机的镜头，是机器视觉系统中的重要组件，它的质量将直接影响机器视觉系统的整体性能。
镜头的作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上。
一、镜头的参数
镜头的主要参数有视场角、光圈、焦距、景深、工作距离（物距）、工作视野等。
在设计机器视觉系统时，要选择参数与用户需求相匹配的镜头。
1、视场角（FOV）
视场角是以镜头中心为顶点，以被测物可通过镜头的最大范围的两条边构成的夹角。按视场角的大小，镜头有标准镜头、广角镜头、远摄镜头之分。
2、光圈（F）
光圈是一个用来控制透过镜头进入相机感光面的进光量的装置，在数量上用镜头焦距与通光孔径的比值来表示光圈的大小。光圈有f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22等。
3、焦距（f）
焦距，有的人也称为“焦长”，是从镜头中心点到底片、CCD或COMS芯片等成像平面上所形成的清晰影像之间的距离，用f表示。
4、景深
在被摄物物体聚焦清晰后，在物体前后一定范围都能够取得清晰图像，这个前后距离范围就是景深。对于固定的焦距和拍摄距离，光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大。对于固定的光圈和拍摄距离，焦距越长，景深越小，焦距越短，景深越大。
二、失真
失真也叫畸变，是被测物平面内的主轴处直线经光学系统成像后变为曲线而改变几何形状的现象。失真不影响影像的清晰度。
镜头失真的类型有桶形失真、枕形失真和线性失真。普通消费级数码相机大概有1%的桶形失真、0.4%的枕形失真。
三、镜头分类
1、按焦距是否可调，把镜头分为变焦镜头和定焦镜头。
2、按视场角的大小，把镜头分为标准镜头、广角镜头、鱼眼镜头、远摄镜头等。
四、镜头的接口标准
镜头的接口尺寸分为三种类型：F型、C型、CS型。
F型接口是通用型卡口接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头。
C型接口的镜头与相机接触面到镜头焦平面的距离为17.526mm。
CS型接口的镜头与相机接触面到镜头焦平面的距离为12.5mm。它们之间差一个5mm的转接环的距离，有了转接环，两者可以配合使用。
五、镜头精度计算
在芯片尺寸已定的情况下：
焦距/工作距离=芯片尺寸/工作视野，
工作视野=芯片尺寸*工作距离/焦距，
镜头精度=工作视野/相机分辨率。
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