s工业镜头 【光学知识】相机各类接口现状

【光学知识】相机各类接口现状

不论是在传统的基于PC的机器视觉系统中，还是在日益重要的嵌入式视觉系统中，相机数据接口的选择都是至关重要的考虑因素。越来越高分辨率的CMOS图像传感器和越来越高的检查速度，要求在相机和处理器之间传输大量数据，这对应用所需的带宽和图像数据传输距离提出了更高的要求。许多数据传输硬件已专门为机器视觉领域开发了许多种接口，包括CameralLink，GigEVision，USB3 Vision，CoaXPress和CameraLink HS。（如图所示）。

CoaXpress接口于2008年推出，支持高速成像应用。CXP接口使用75Ω同轴电缆，每通道支持高达6.25Gbit/s的数据传输速度，并能够使用多个通道支持更快的数据传输速率。CXP电缆每根电缆最多可以提供13W的功率，并且要求“设备”和“主机”都支持GenICam摄像机编程接口。尽管单通道同轴电缆价格便宜，但CXP接口安装多通道电缆组件和框架卡扣的成本却迅速增加。

CameraLink

CameraLink标准是由AIA协会于2000年推出的，并且已逐步升级以支持更高的数据传输速度，有些版本需要两条电缆进行传输。可用的三个主要配置包括Base（2.04Gbit/s）、Medium（5.44Gbit/s）和Deca/Extended（6.8Gbit/s）。Base使用MDR（“Mini D带状”）26针连接器，而medium/full配置使用第二条电缆，容量将增加一倍。Deca/Extended版本超出了CameraLink规定的限制，可传输高达6.8Gbit/s的数据。

像CXP接口一样，CameraLink需要使用图像采集卡，并且还需要与Camera Link供电（PoCL）标准兼容才能供电。CameraLink缺乏任何纠错或重新发送功能，需要昂贵且麻烦的电缆设置以通过最大化信号完整性来尝试追回丢失的图像。

GigE Vision

GigEVision标准由AIA协会管理。它允许使用现有的低成本以太网电缆、连接器、交换机和其他组件，以使用铜质电缆传输距离长达100米的图像数据，并通过交换机和光纤适配器传输更多数据。千兆以太网还具有创建不同的实现模型和复杂的网络拓扑的潜力。其中包括将检查网络划分为不同的功能区域，但全部由一个工作站控制。

由于每个摄像机都可以通过其IP地址独立放置在网络上，因此可以从网络上的任何PC对其进行查看、控制和监视。GigE Vision 2.1还包括利用IEEE 1588精确时间协议（PTP）改进的多相机系统的实时同步，并具有多部分传输的功能，该功能可以传输用于3D成像或更复杂的数据结构。

尽管GigEVision具有灵活性，但115 MB/s的最大带宽已成为某些应用程序的限制因素。各个相机制造商已基于并行电缆配置（LAG）或专有软件方法提供了增加的带宽，但是NBASE-T技术的引入大大提高了GigEVision框架内的带宽。NBASE-T联盟的NBASE-T技术是对IEEE 802.3以太网标准的扩展，将数据传输速度分别提高至 2.5、5 和 10Gb/s，用于 2.5BASE-T（2.5 GigE）、5BASE-T （5 GigE）和 10BASE-T（10 GigE）。

USB Vision

大多数USB机器视觉相机都使用USB3.1 Gen 1接口，该接口在相机和主机系统之间提供高达4Gibt/s的图像数据带宽。USB3 Vision标准通过定义一组通用的设备检测、图像传输和相机控制协议，可帮助确保各种相机和软件之间的兼容性。

USB支持直接内存访问（DMA），借助这种DMA功能，可以将图像数据从USB直接传输到内存中，供软件使用。DMA与对USB的广泛支持以及几乎在任何硬件平台上的USB控制器驱动程序的可用性使USB非常适合在嵌入式系统中使用。USB 3.1 Gen 1的5m最大电缆长度通常对于嵌入式系统来说不是问题。USB 3.1 Gen 1可通过为相机提供高达4.5 W的功率来简化系统设计。

【来源：光虎工业镜头】

工业镜头如何分类？和一般镜头有什么区别？

工业镜头在工业领域中应用广泛，是常见的镜头类型之一。根据不同的需求和应用场景，可以选择不同类型的工业镜头。

工业镜头如何分类？

根据不同的分类标准，工业镜头可以分为不同的类型，常见的分类方式如下：

根据透镜结构分类。 根据镜头的透镜结构来分类，工业镜头可以分为单透镜（如凸透镜、凹透镜）、复合透镜（如双凸透镜、双凹透镜）、复合透镜组等。

根据焦距分类。 根据镜头的焦距来分类，工业镜头包括广角镜头、标准镜头、长焦镜头等。

根据应用领域分类。 根据镜头的应用领域来分类，工业镜头可以分为机器视觉镜头、工业测量镜头、医疗影像镜头、显微镜头等。

根据接口类型分类。 根据镜头的接口类型来分类，工业镜头包括C接口、CS接口、F接口、M12接口等类型。

根据光学参数分类。 根据镜头的光学参数来分类，包括焦段、光圈、视场角、畸变、像散、分辨率等。

工业镜头和一般镜头有什么区别？

随着需求的变化和科技的发展进步，工业镜头和一般消费类镜头在一些性能特点上的区别正在逐渐消失，有些工业镜头和一般镜头也能交叉使用。正常情况下说区别，工业镜头和一般镜头主要有以下不同：

1.光学性能上不同

相比一般镜头，工业镜头对于图像质量和准确性有更高的要求。它们通常具备较低的畸变、色差和光照衰减，能够保证图像的准确性和可靠性。而一般镜头可能在一些参数上有一定的妥协，主要追求更好的艺术效果和用户体验。

2.设计目的上不同

工业镜头主要设计用于工业应用中，如在机器视觉、自动化控制、测量和分析等领域应用。它们的设计目的是为了满足高精度、高分辨率和稳定性的要求。而一般镜头主要设计用于摄影、影视等应用，更加注重画面表现和艺术效果。

3.调焦方式上不同

一般镜头通常具备自动对焦的功能，能够自动根据场景和拍摄对象进行对焦调整。工业镜头通常采用手动对焦的方式，用户需要手动调整焦距和焦点，来适应不同的工业应用场景和需求。

4.耐久性和适应性上不同

工业镜头需要经受较为恶劣的工业环境，例如高温、低温、湿度和振动等，因此它们通常需要具备较强的耐久性和适应性。相比而言，一般镜头更多地设计为轻便、便携和易于携带，在正常环境下使用方便。

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