工业镜头 相机 什么是工业相机?CCD和CMOS有什么区别?

小编 2024-10-09 电性测试 23 0

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。

工业相机与普通相机,两者有什么区别?

随着越来越多生产企业加入智能化生产浪潮,机器视觉检测在这过程中也收到越来越多制造业企业青睐得到快速发展。在整套机器视觉检测系统中,除了相关辅助光学元件之外,还有镜头、相机、光源、软件等核心部件组成。其中工业相机被称为机器视觉的“眼睛”。

很多计划安装机器视觉检测系统的生产厂家时常会疑惑:为什么需要重新购置工业相机和镜头,普通相机是否可以通用?今天一篇文章告诉你,工业相机与普通相机之间的区别到底在哪里

适用对象不同

工业相机的设计初衷就是面向制造业企业 ,不追求外观精美,只追求结实耐用,性能稳定、易于安装。可以长时间工作,并且在一些环境较为恶劣的极端环境下也能够保持拍摄精度,

普通相机的设计初衷是面向普通消费者 ,和工业相机的特点不同,普通相机追求外观精美,方便携带。不能进行长时间工作,只能固定在相机三脚架或其他专用的相机辅助设备上,无法固定在生产工厂的机台上。

帧率不同

工业相机的曝光时间短 ,每秒可以抓拍多张图像,快门时间可以在1/100000秒到10秒内自由调节,搭配频闪控制器、机器视觉光源等,快门时间可以设置在微秒级,可以轻松抓拍到高速运动的物体。

而普通相机,它的曝光时间更长 ,每秒只能拍摄2-3张图片,并且受限于快门速度,无法对高速运动的物体进行精准抓拍。

扫描方式区别

工业相机为了保证拍摄清晰度和能够快速抓拍运动物体,往往采用逐行扫描 的形式,但是这种图像传感器的生产难度更高,出货量少,价格相较于普通图像传感器更为昂贵

普通相机在使用过程中不需要进行超清抓拍,因此在拍摄的过程中,图像传感器往往采用隔行扫描 的形式。在图像传感器的选择上,可以选择性价比更高的,而非更为昂贵的逐行扫描传感器。

光谱区别

工业相机输出的裸数据,光谱范围更宽 ,适合进行高质量图像处理。

普通相机获取的图片适合人眼观测,在图像获取的过程中已经对图片进行了压缩,整个图像质量差,不适合进行后续的处理分析。

功能不同

工业相机专门用于工业生产线中给产品拍照 ,主要将外界的光信号转换为可以被视觉检测软件处理的电信号。和普通相机相比图像稳定性更好,抗干扰能力更强。

普通相机主要用于给风景和人拍照 ,对传输能力和抗干扰能力的要求不高。

工业相机是机器视觉检测系统中的关键组件之一,主要功能是将光信号转换为电信号。选择合适的工业相机可以直接决定图像分辨率与图像质量,与整个视觉检测系统的稳定息息相关。更多关于机器视觉检测系统或工业相机选型疑问欢迎关注,私信沟通了解。

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