工业相机的50个经典问题详细解答

本文档的主要内容详细介绍的是工业相机的50个经典问题详细解答。

　　1：工业相机的丢帧的问题是由什么原因引起的？

　　经常会有一些机器视觉工程师认为 USB 接口的工业相机会造成丢帧现象。一般而言，工业相机丢帧与工业相机所采用的传输接口是没有关系的，无论是 USB，还是 1394、GigE、或者是 CameraLink。设计不良的驱动程序或工业相机硬件才是造成丢帧的真正原因：设计不良的工业相机之所以会发生丢帧的现象，其实就是资料通道的堵塞，无法及时处理，所以新的图像进来时，前一张可能被迫丢弃，或是新的图像被迫丢弃。要解决这问题，需要设计者针对驱动程序与工业相机硬件资料传输的每个环节进行精密的设计。

　　2：工业相机输入、输出接口有哪些？

　　在机器视觉检测技术中，工业相机的输入、输出接口有 Camera Link、IEEE 1394、USB2.0、 Ethernet、USB3.0 几种；

　　3：知道被测物的长、宽、高以及要求的测量精度，如何来选择 CCD 相机和工业镜头，选择以上器件需要注意什么？

　　首先要选择合适的镜头。选择镜头应该遵循以下原则：

　　1）。与之相配的相机的芯片尺寸是多大；

　　2）。相机的接口类型是哪种的，C 接口，CS 接口还是其它接口；

　　3）。镜头的工作距离；

　　4）。镜头视场角；

　　5）。镜头光谱特性；

　　6）。镜头畸变率；

　　7）。镜头机械结构尺寸；

　　选择 CCD 相机时，应该综合考虑以下几个方面：

　　1）。感光芯片类型；CCD 还是 CMOS

　　2）。视频特点；包括点频、行频。

　　3）。信号输出接口；

　　4）。相机的工作模式：连续，触发，控制，异步复位，长时间积分。

　　5）。视频参数调整及控制方法：Manual、RS232.

　　同时，选择 CCD 的时候应该注意，l inch = 16mm 而不是等于 25.4mm.

　　4：CCD 相机与 CMOS 相机的区别在哪里？

　　1、成像过程

　　CCD 与 CMOS 图像传感器光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于 CCD 仅有一个（或少数几个）输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而 CMOS 芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是 CCD 为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在 CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是 CMOS 芯片功耗比 CCD 要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声，这又是 CMOS 相对 CCD 的固有劣势。

　　2、集成性

　　从制造工艺的角度看，CCD 中电路和器件是集成在半导体单晶材料上，工艺较复杂，世界上只有少数几家厂商能够生产 CCD 晶元，如 DALSA、SONY、松下等。CCD 仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度非常低。而 CMOS 是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上，这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同，因此生产 CMOS 的成本相对 CCD 低很多。同时 CMOS 芯片能将图像信号放大器、信号读取电路、A/D 转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到一块芯片上，只需一块芯片就可以实现相机的所有基本功能，集成度很高，芯片级相机概念就是从这产生的。随着 CMOS 成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供高品质的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。

　　3、速度

　　CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多，目前大部分 500fps 以上的高速相机都是 CMOS 相机。此外 CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现子窗口输出，在仅输出子窗口图像时可以获得更高的速度。

　　4、噪声

　　CCD 技术发展较早，比较成熟，采用 PN 结或二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对 CMOS 光电传感器有一定优势。由于 CMOS 图像传感器集成度高，各元件、电路之间距离很近，干扰比较严重，噪声对图像质量影响很大。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。

　　5：工业相机都有哪些主要参数？

　　1.分辨率

　　2.速度（帧频/行频）

　　3.噪声

　　4.信噪比

　　5.动态范围

　　6.像元深度

　　7.光谱响应

　　8.光学接口